Данное решение использует сточные воды, уже сбрасываемые в реки.
Немецкие ученые недавно обнаружили, что щелочные сточные воды от производства стали и цемента способны улавливать углекислый газ (CO2) и ежегодно удалять из атмосферы десятки миллионов тонн этого парникового газа.
Исследование, проведенное Центром им. Гельмгольца в Хереоне, расположенным недалеко от Гамбурга, показало, что щелочные промышленные сточные воды могут безопасно связывать и хранить CO2, что делает их перспективным долгосрочным решением для улавливания углерода.
Подход команды основан на базовом химическом принципе, называемом нейтрализацией. Он заменяет сильные кислоты диоксидом углерода для обработки щелочных сточных вод перед сбросом.
«Наш процесс в основном основан на реакции, которую многие помнят из уроков химии — нейтрализации основания кислотой», — заявил Хельмут Томас, доктор философии, профессор и руководитель Института углеродных циклов Хереона.
Недорогое улавливание углерода
Парижское соглашение (или Парижские климатические соглашения) установило цель — удержать глобальное потепление значительно ниже двух градусов Цельсия, предпочтительно на уровне 1,5 градуса Цельсия, по сравнению с доиндустриальным уровнем. Оно было подписано в 2016 году.
Однако, несмотря на эти цели и меры по повышению эффективности, глобальные выбросы CO2 по-прежнему растут. Хотя солнечная и ветровая энергетика расширяются, их пока недостаточно, чтобы остановить, не говоря уже о том, чтобы обратить вспять рост выбросов.
Для решения этой проблемы немецкая команда обратилась к выветриванию горных пород — естественному процессу, который регулирует концентрацию CO2 в атмосфере на протяжении миллиардов лет. Этот метод связывает CO2 в карбонаты (пищевую соду), которые затем переносятся из горных пород в реки и океаны, где удерживают газ в течение длительного времени.
Источник: ACS (https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.estlett.6c00081)
При растворении углекислого газа в воде образуется угольная кислота. Эта слабая кислота может реагировать со щелочными жидкостями, включая промышленные сточные воды, образуя бикарбонат.
Оно связывает CO2 в воде на длительное время, предотвращая его повторное попадание в атмосферу. «Эти щелочные сточные воды образуются в больших количествах – например, при производстве цемента или стали», – пояснил Томас.
До настоящего времени сточные воды нейтрализовались серной или соляной кислотой перед сбросом. Однако это приводило к тому, что их потенциал связывания CO2 оставался полностью неиспользованным.
Простое решение проблемы изменения климата
Использование CO2 для очистки щелочных сточных вод может позволить связывать большие объемы газа в виде бикарбоната в промышленных масштабах. Согласно расчетам группы исследователей, если бы щелочные промышленные сточные воды во всем мире использовались таким образом, они могли бы ежегодно улавливать около 30 миллионов тонн CO2.
Этот процесс требует сравнительно небольшого количества дополнительной энергии и может быть интегрирован в существующие промышленные системы. «Замечательно то, что необходимая технология уже доступна», — сообщил Томас в пресс-релизе.
«Результат очевиден: нейтрализация CO2 таким способом оправдана – особенно учитывая низкое энергопотребление объектов», – добавила команда.
Кроме того, в отличие от некоторых стратегий удаления углерода, которые основаны на транспортировке и распределении больших объемов щебня, этот метод полностью осуществляется на месте. Это устраняет основные логистические проблемы и позволяет точно контролировать количество улавливаемого и хранимого CO2.
Это также позволяет избежать неопределенностей. Например, разбрасывание минеральных порошков в океане вызывает опасения по поводу их эффективности и воздействия на окружающую среду. В свою очередь, промышленные системы работают в контролируемых условиях. Это обеспечивает стабильные результаты и безопасный уровень pH перед сбросом.
Результаты исследования опубликованы в журнале Environment, Science & Technology Letters.
Sourse: interestingengineering.com
