ابداع روش جدید برای تولید کربن از هوا

محققان مؤسسه فناوری کارلسروهر در آلمان فرآیندی نوآورانه ایجاد کرده اند که کربن را از CO2 موجود در جو تولید می کند.

به گزارش تکناک، نصب فاز اول این پروژه می تواند 0.001 تن (دو کیلوگرم) CO2 را در یک روز از هوای محیط خارج کند و آن را به 0.5 کیلوگرم کربن جامد تبدیل کند.

این پروژه تحقیقاتی با نام NECOC (دی اکسید کربن منفی به کربن) با همکاری INERATEC و Climeworks طراحی شده است. در بیانیه مطبوعاتی آمده است که این تلاش‌ها بخشی از هدف برای آلمان بدون کربن است و از کشور می‌خواهد چرخه‌های کربن در صنایع خود را در اسرع وقت ببندد تا به این هدف برسد.

رسیدن به اهداف

هیئت بین دولتی تغییرات آب و هوایی (IPCC) نیاز به حذف و ذخیره دائمی CO2 موجود در جو را برای دستیابی به هدف کاهش 1.5 درجه ای تعیین شده برای جلوگیری از افزایش دما تا سال 2030 نشان داده است.

دکتر بنجامین دیتریش از موسسه مهندسی فرآیند حرارتی KIT (TVT) می‌گوید: اگر می‌خواهیم تولید صنعتی را ادامه دهیم، باید راه‌حل‌های فناوری کاملاً جدیدی پیدا کنیم.

پتانسیل عرضه صنعتی کربن تولید شده با این روش جدید پیشنهاد شده است که در «تولید باتری، مصالح ساختمانی، رنگ‌ها و در بخش کشاورزی» مورد استفاده قرار گیرد. کربن عمدتاً از منابع سوخت فسیلی در سراسر جهان تولید می‌شود.

دیتریش گفت: اگر این کربن به طور دائمی محدود بماند، ما با موفقیت انتشار منفی کربن را با بخشی از مولفه منبع سوخت فسیلی ترکیب می کنیم و به عنوان بخشی از استراتژی مدیریت کربن آینده به کار می بریم. تیم تحقیقاتی می‌گوید که این امر مشارکت برای آینده پایدار را دو برابر می کند.

نحوه جذب CO2 توسط سیستم

این فرآیند شامل سه مرحله است: یک جاذب برای جداسازی CO2 از هوای محیط اولین مرحله از چرخه را تشکیل می دهد. CO2 در فاز دوم به یک راکتور ریزساختار منتقل می شود و در مرحله سوم با هیدروژن واکنش می دهد.

این واکنش منجر به تولید ترکیبات کربن و اکسیژن می شود که پیوندهای جدیدی تشکیل می دهد و CO2 به متان و آب تبدیل می شود. در حالی که آب به الکترولایزر برمی گردد، متانی که حاوی کربن است، به راکتوری با قلع مایع منتهی می شود.

در مرحله آخر، یک واکنش پیرولیز، مولکول های متان را شکافته و هیدروژن ایجاد می کند که می تواند برای شکستن CO2 مورد استفاده قرار گیرد. کربن باقیمانده که به صورت میکروگرانول روی قلع شناور است و می توان آن به صورت مکانیکی حذف کرد.

این تیم قادر به تغییر پارامترهایی مانند سطح دما برای تولید تغییرات کربن مختلف مانند گرافیت، کربن سیاه یا حتی گرافن بود.

افزایش مقیاس و بهینه‌سازی فرآیند تولید، هدف اولیه فاز دو پروژه خواهد بود. دکتر لئونید استوپل، مدیر پروژه از آزمایشگاه فلزات مایع کارلسروهه، گفت: ما در حال برنامه ریزی هستیم تا با بهبود بازیابی انرژی از گرمای فرآیند، این روش را از نظر انرژی کارآمدتر کنیم. این تیم همچنین به دنبال طرحی برای ذخیره سازی حرارت در دمای بالا و گرمایش مستقیم خورشیدی در این فرآیند است.