שיטה חדשה ללכידת פחמן דו-חמצני

התקדמות משמעותית בטכנולוגיה של לכידת פחמן תוכל לספק דרך יעילה וזולה עבור תחנות כוח המופעלות בגז טבעי להרחיק פליטות של פחמן דו-חמצני מארובות הפליטה שלהן, צעד חיוני במאמץ לצמצום הפליטות של גזי חממה על מנת להאט את ההתחממות העולמית ושינויי האקלים השליליים

המבנה האטומי של חריר יחיד בשלדה אורגנית-מתכתית מראה כיצד מולקולות של פחמן דו-חמצני (כדוריות בצבע אפור ואדום) נקשרות לטטרא-אמינים (כדוריות כחולות ולבנות), תוך יצירת פולימר של מולקולות פחמן דו-חמצני הנקשרות לשלדה הפנימית. קיטור בטמפרטורה נמוכה יכול להרחיק את המולקולות של הגז ומאפשר בכך להשתמש בחומר שוב ושוב לשם לכידת עוד ועוד פחמן מתוך הפליטות של תחנות כוח [באדיבות: Eugene Kim]
המבנה האטומי של חריר יחיד בשלדה אורגנית-מתכתית מראה כיצד מולקולות של פחמן דו-חמצני (כדוריות בצבע אפור ואדום) נקשרות לטטרא-אמינים (כדוריות כחולות ולבנות), תוך יצירת פולימר של מולקולות פחמן דו-חמצני הנקשרות לשלדה הפנימית. קיטור בטמפרטורה נמוכה יכול להרחיק את המולקולות של הגז ומאפשר בכך להשתמש בחומר שוב ושוב לשם לכידת עוד ועוד פחמן מתוך הפליטות של תחנות כוח [באדיבות: Eugene Kim]

[תרגום מאת ד"ר משה נחמני]

השיטה החדשה ללכידת פחמן דו-חמצני, שפותחה על ידי שיתוף פעולה של חוקרים מאוניברסיטת קליפורניה (ברקלי), מהמעבדה הלאומית ע"ש לורנס ברקלי ומהתאגיד אקסון מוביל, מתבססת על חומר נקבובי במיוחד הקרוי בשם שלדה אורגנית-מתכתית (metal-organic framework, MOF), שעבר שינויים על ידי מולקולות אמין על מנת ללכוד פחמן דו-חמצני ואת הפליטות נמוכות הטמפרטורה, זאת במטרה להימנע מהובלת הגז לשימושים/טיפולים אחרים, כגון הטמנתו בתת-קרקע.

במסגרת הניסויים שבוצעו, בשיטה הודגמה יכולת לכידת פחמן דו-חמצני מגזי שריפה הגבוהה פי שישה משיטות קיימות אחרות המתבססות על מולקולות אמין, תוך שהיא מוכיחה בררנות גבוהה תוך לכידה של יותר מתשעים אחוזים מהגז הנפלט. התהליך עושה שימוש בקיטור בטמפרטורה נמוכה על מנת לשמור את החומר הפעיל יעיל לשימוש חוזר, כלומר – שימוש בכמות נמוכה יותר של אנרגיה על מנת ללכוד את הגז.

"בלכידת פחמן דו-חמצני, כיחוש אדים (steam stripping) – שיטה שבה עושים שימוש במגע ישיר עם אדים על מנת להרחיק את הפחמן הדו-חמצני, הייתה מעין 'הגביע הקדוש' בתחום. זו אכן נראית הדרך הזולה ביותר לעשות זאת," אמר החוקר הבכיר Jeffrey Long, פרופסור לכימיה באוניברסיטת ברקלי. "חומרים אלו (MOF), לפחות מתוך הניסויים שביצענו עד כה, נראים מבטיחים במיוחד". מאחר וקיים שוק קטן, אם בכלל, לרוב הפחמן הדו-חמצני הלכוד, תחנות כוח לרוב יזרימו את מרבית הגז לתוך הקרקע, או יבודדו אותו שם, באופן אידיאלי בתוך הסלע.

פליטות של פחמן דו-חמצני מתוך רכבים מונעי דלק, תחנות לייצור חשמל והתעשייה מהוות כיום כשישים וחמישה אחוזים מכלל גזי החממה הגורמים לשינוי אקלים, שכבר כעת הביאו להתחממות הטמפרטורה הממוצעת על פני כדור הארץ ב-1 מעלת צלזיוס מאז המאה ה-19.

כיום, תחנות כוח מרחיקות פחמן דו-חמצני מפליטות השריפה על ידי בעבוע של גזי השריפה דרך אמינים אורגניים בתוך מים, הנקשרים ומרחיקים את הפחמן הדו-חמצני. בשלב הבא, התערובת מחוממת לטמפרטורה של 150-120 מ"צ על מנת לשחרר החוצה את הפחמן הדו-חמצני, ולאחר מכן נעשה שימוש חוזר בנוזלים.

השלדות הן חומרים נקבוביים ביותר, למשל – בשלדה במשקל של מהדק נייר יש שטח פנים פנימי השווה לזה של מגרש כדורגל, שטח הזמין כולו לספיחת גזים. היתרון הגדול בשיטה החדשה הוא השימוש בשלדה עם אמינים היכולים ללכוד פחמן דו-חמצני בריכוזים שונים. החיסרון בשיטות קיימות טמון בעובדה כי השימוש באדים בטמפרטורה של 180 מ"צ מרחיק עוד ועוד את האמינים שבתוך השלדה, עובדה הגורמת לקיצור משך חייו של החומר הפעיל. בחומר החדשני שפיתחו החוקרים נעשה שימוש בארבע מולקולות אמין (טטרא-אמין), שנותרים יותר יציבים בטמפרטורות גבוהות ואפילו בנוכחות קיטור חם. "הטטרא-אמין קשורים כה חזק לשלדה הפנימית שאנו מסוגלים להשתמש בקיטור מרוכז מאוד שלא הורס את החומר".  

תקציר המאמר

הידיעה על המחקר

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

5 תגובות

  1. שיטה עוד יותר טובה ללכידת פחמן היא על ידי דישון זהיר של האוקיינוסים, שמכסים שבעים אחוז משטח כדור הארץ
    זה יגדיל את כמות הפלנקטון ובעיקבות זה את כמות הדגים, ויקטין את החומציות של המים, חלק מהפלנקטון ישקע
    בקרקעית האוקיינוס וישאר שם .העלות של הדישון היא מאוד נמוכה והתועלת תהיה אדירה, כל עוד יקפידו לשמור על רמות נמוכות של הדישון

  2. מתי מטמיעים כזה במערכת לצלילה במעגל סגור?
    או בחליפות חלל / חלליות / תחנות חלל? אפשר יהיה לפלוט את הפד"ח החוצה, ואם עושים זאת בלחץ מספיק, אפשר אפילו לנצל את הפד"ח כחומר הודף ולהזיז במקצת את התחנה.

  3. צמחים הם **כן** הפתרון היעיל ביותר. הם עושים את זה בחינם, ועוד מספקים לנו חמצן, מזון, תרופות, מקום מחיה לחיות.
    ולגבי ה"זמניות" בקיבוע החנקן: תחשבו כמה חנקן מקובע יש ביער לעומת כביש. הקיבוע הוא קבוע.
    נכון- העצים מתים ומתפרקים אבל במקומם צומחים חדשים, כך שבדונם של יער יש לא מעט טונות של פד"ח שאחרת היה באטמוספירה. הרס היערות הוא החטא הקדמון של האדם מאז תחילת המהפכה החקלאית.

    מעבר/חזרה לחקלאות וגינון יערות, יערות מאכל וכדומה, בשילוב עם הקטנת צריכה ונסועה מיותרת הם התרופה הטבעית והטובה ביותר לסביבה

  4. חניאל קורן, השיטה שאתה מציע בעייתית. שטחים, מדבור וכח אדם הם הבעיה הראשונה שניה ושלישית. הבעיה הרביעית היא שזה בכלל לא מסלק פד"ח, זה קובר אותו לתקופה קצרה בחומר האורגני שברגע שמת מחזיר הכל לאטמוספירה. היתרון הוא יצירה של חמצן אשר מקורו בבעיה החמישית – מים.

    היזם שידע לפנות את הפד"ח, לבעבע אותו במי ים, לגדל שם אצות ולקצור מהן חלבונים – יהיה המולטי-מיליארדר הבא

  5. השיטה הכי טובה לסלק פחמן דו חמצני מהאויר היא על ידי הטמעתו בצמחים.
    צריך לזרוע ולשתול עוד המון צמחים בכדור הארץ.
    יש המון המון מקום פנוי שלא נעשה בו שמוש כלל! אין צורך בהשקעה יקרה
    ומורכבת של שתילת שתילים מוכנים, כפי שמקובל כיום, אלא פשוט בזריעת
    זרעים בקרקע. לאחר מכן הטבע כבר יעשה את שלו.
    בשיטה הזו אפשר לייער את כדור הארץ במהירות רבה ובעלויות נמוכות במיוחד.

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן