Keksitty maailman ensimmäinen erittäin tehokas e-DAC-tekniikka (elektrifioitu suora ilman talteenotto), joka ei ole riippuvainen kalliista energiaprosesseista.
Sisällysluettelo
Hiilidioksidi ei ole ongelma, riippuen siitä, missä se sijaitsee. Ilmassa, vapautettuna ilmakehään, se aiheuttaa ilmastonmuutosta ja sitä kautta äärimmäisiä ilmiöitä, kuten helleaallot tai kuudennen sukupolven metsäpalot, joita olemme kokeneet tänä kesänä Espanjassa. Kuitenkin kierrätettynä materiaalien, kuten betonin, tuotannossa se voi olla hyödyllistä asuntorakentamisessa.
Teknologia, jolla saasteet voidaan kerätä ja hyödyntää uusina resursseina, on jo olemassa, mutta se vaatii paljon energiaa. Tutkijat Massachusetts Institute of Technology (MIT) -yliopistosta ja Etelä-Korean tiede- ja teknologiayliopistosta (KAIST) ovat kehittäneet uuden järjestelmän, joka parantaa prosessin tehokkuutta niin, että se vaatii vain yhtä vähän energiaa kuin matkapuhelimen lataaminen.
Kiina on edellä Eurooppaa ja Yhdysvaltoja tekoälyllä luodun sisällön tunnistamisessa: sosiaalinen media merkitsee sen jo.
Uusi suorahöyrytekniikka (DAC) on onnistunut talteenottamaan yli 95 % korkeapuhtaasta hiilidioksidista käyttämällä vain 3 voltin tehoa, jolloin kalliimpia prosesseja, kuten kuumaa höyryä tai monimutkaisia laitteistoja, ei tarvita.
Tutkijat katsovat, että heidän edistysaskeleellaan on suuri kaupallistamispotentiaali. Siksi he ovat jättäneet patenttihakemuksia ulkomaille ja väittävät, että se voidaan helposti yhdistää uusiutuviin energialähteisiin, kuten aurinko- ja tuulienergiaan. Tämä teknologia voisi olla käännekohta, joka nopeuttaa siirtymistä hiilineutraaleihin prosesseihin.
Saasteiden talteenotto
Suoran ilman talteenotto (DAC) on tekniikka, joka suodattaa hiilidioksidia ilmakehästä erittäin pieninä pitoisuuksina, alle 400 ppm. Vaikka hiilidioksidi on suuri ongelma ilmastonmuutoksen kannalta, sitä on ilmakehässä vain noin 414,72 ppm (miljoonasosaa), mikä tarkoittaa, että se muodostaa vain 0,04 % ympäröivästä ilmasta.
Nämä järjestelmät toimivat suurten tuulettimien avulla, jotka imevät ilmaa ja saattavat sen kosketuksiin kemiallisten aineiden kanssa, jotka reagoivat CO2-hiukkasten kanssa erottaakseen ne muista kaasuista. Seuraavaksi suodatin lämmitetään, jolloin hiilidioksidi vapautuu. Sen jälkeen CO2 varastoidaan tai käytetään uudelleen muihin sovelluksiin, ja jäljelle jäävä ilma (99,96 %) palautetaan ilmakehään.
Tätä prosessia ei pidä sekoittaa hiilidioksidin talteenottoon ja varastointiin (CCS), jota käytetään suoraan fossiilista hiilidioksidia tuottavista lähteistä, kuten voimalaitoksista tai tehtaista. Tällä prosessilla estetään hiilidioksidin pääsy ilmakehään, mikä lisäisi saastumista ja ilmastonmuutoksen vaikutuksia.
Korealainen laitos varoittaa, että näissä perinteisissä prosesseissa noin 70 % kokonaisenergiasta kuluu regenerointivaiheessa, kun absorboitu hiilidioksidi erotetaan korkeassa lämpötilassa. Tiimi on yrittänyt ratkaista tämän ongelman lämmittämällä vain tarvittavan osan ilman ulkoisia lämmönlähteitä ja siten vähentämällä energianhukkaa.
Joule-ilmiö
Ratkaisu koostuu sähköisesti lämpenevien kuitujen käytöstä, jossa hyödynnetään Joule-lämmitystä, joka on yleinen fysikaalinen ilmiö lämmitysratkaisuissa. Se syntyy, kun sähkövirrassa liikkuvat elektronit törmäävät materiaaliin, jonka läpi ne kulkevat. Elektronien kineettinen energia muuttuu lämpöenergiaksi, joka lämmittää materiaalia.
Tätä ilmiötä hyödynnetään sekä uuneissa että sähköhuovissa ja nyt myös tässä innovaatiossa hiilidioksidin talteenottamiseksi. Tämä tekniikka voi lämmittää kuidut nopeasti 110 °C:seen 80 sekunnissa vain 3 V:n jännitteellä.
Tämän tiedon kontekstiksi voidaan mainita, että matkapuhelimet käyttävät tätä lataustasoa. Tämän muutoksen ansiosta lämpöhäviö vähenee noin 20 % verrattuna olemassa oleviin teknologioihin, ja lisäksi adsorptio-desorptio-sykli lyhenee huomattavasti, KAIST selittää.
Tämän tutkimuksen ydin ei ole pelkästään johtavien kuitujen valmistaminen, vaan ”hengittävän johtavan pinnoitteen” luominen, joka saavuttaa sekä ‘sähkönjohtavuuden’ että ”kaasujen diffuusion”. Tiimi päällysti kuitujen huokoiset pinnat tasaisesti nanokaapeleiden ja hopean nanopartikkelien yhdistelmällä, muodostaen noin 3 mikrometrin paksuisen kerroksen, joka on paljon ohuempi kuin ihmisen hius.
Tämä ”kolmiulotteinen jatkuva huokoinen rakenne” mahdollisti erinomaisen sähkönjohtavuuden ja varmisti samalla, että CO2-molekyylit pääsivät liikkumaan sujuvasti kuitujen suuntaan, mikä mahdollisti tasaisen ja nopean lämpenemisen ja samalla tehokkaan CO2:n talteenoton.
Tämä innovaatio tunnetaan maailman ensimmäisenä erittäin tehokkaana e-DAC-tekniikkana (Electrified Direct Air Capture), joka perustuu johtaviin hopeanano kuituihin. Talteenoton jälkeen tämä hiili voidaan käyttää uudelleen polttoaineiden, rakennusmateriaalien, kuten betonin, ja jopa hiilihapotetun veden valmistukseen.
