Home / ENERGY

Selasa, 24 Januari 2023 - 07:16 WIB

Para ilmuwan mengungkap sistem penangkapan karbon paling murah hingga saat ini


Mengambil hanya ruang sebanyak walk-in closet, sistem konversi dan penangkapan karbon baru sederhana dan efisien dalam menghilangkan karbon dioksida dari gas yang kaya akan karbon dioksida. Di sebelah kiri lemari asam ini, “asap” bergerak melalui wadah silinder di mana ia bersentuhan dengan pelarut penangkap karbon. Pelarut itu secara kimiawi mengikat karbon dioksida dan, di sebelah kanan, diubah menjadi metanol. Kredit: Eric Francavilla | Laboratorium Nasional Pasifik Barat Laut

Kebutuhan akan teknologi yang dapat menangkap, menghilangkan, dan menggunakan kembali karbon dioksida semakin kuat dengan setiap CO22 molekul yang mencapai atmosfer bumi. Untuk memenuhi kebutuhan itu, para ilmuwan di Laboratorium Nasional Barat Laut Pasifik Departemen Energi telah mengumumkan tonggak sejarah baru dalam upaya mereka untuk membuat penangkapan karbon lebih terjangkau dan tersebar luas. Mereka telah menciptakan sistem baru yang secara efisien menangkap CO22—yang paling murah hingga saat ini—dan mengubahnya menjadi salah satu bahan kimia yang paling banyak digunakan di dunia: metanol.

Menjerat CO., LTD2 Sebelum mengapung ke atmosfer merupakan unsur utama dalam memperlambat pemanasan global. Akan tetapi, menciptakan insentif bagi penghasil emisi terbesar untuk mengadopsi teknologi penangkapan karbon merupakan langkah awal yang penting. Tingginya biaya teknologi penangkapan komersial merupakan penghalang lama untuk penggunaannya secara luas.

Ilmuwan PNNL percaya metanol dapat memberikan insentif itu. Ini memegang banyak kegunaan sebagai bahan bakar, pelarut, dan bahan penting dalam plastik, cat, bahan konstruksi dan suku cadang mobil. Konversi CO2 menjadi zat bermanfaat seperti metanol menawarkan jalan bagi entitas industri untuk menangkap dan menggunakan kembali karbon mereka.

Ahli kimia PNNL David Heldebrant, yang memimpin tim peneliti di balik teknologi baru ini, membandingkan sistem tersebut dengan daur ulang. Sama seperti seseorang dapat memilih antara bahan sekali pakai dan yang dapat didaur ulang, demikian pula seseorang dapat mendaur ulang karbon.

“Pada dasarnya itulah yang kami coba lakukan di sini,” kata Heldebrant. Alih-alih mengekstraksi minyak dari tanah untuk membuat bahan kimia ini, kami mencoba melakukannya dari CO2 ditangkap dari atmosfer atau dari pembangkit batu bara, sehingga dapat disusun kembali menjadi barang yang berguna. Anda menjaga agar karbon tetap hidup, boleh dikatakan, jadi tidak hanya ‘menariknya dari tanah, menggunakannya sekali, dan membuangnya.’ Kami mencoba untuk mendaur ulang CO2sama seperti kami mencoba mendaur ulang barang lain seperti kaca, aluminium, dan plastik.”

Seperti yang dijelaskan dalam jurnal Material Energi Lanjut, sistem baru ini dirancang agar sesuai dengan pembangkit listrik berbahan bakar batu bara, gas, atau biomassa, serta kiln semen dan pabrik baja. Menggunakan pelarut penangkap yang dikembangkan PNNL, sistem mengambil CO22 molekul sebelum dipancarkan, kemudian mengubahnya menjadi zat yang berguna dan dapat dijual.

Garis panjang domino harus jatuh sebelum karbon dapat sepenuhnya dihilangkan atau seluruhnya dicegah memasuki atmosfer bumi. Upaya ini—mengeluarkan teknologi penangkapan dan konversi ke dunia—mewakili beberapa ubin penting pertama.

Menyebarkan teknologi ini akan mengurangi emisi, kata Heldebrant. Tapi itu juga bisa membantu mendorong pengembangan teknologi penangkapan karbon lainnya dan membangun pasar untuk CO22-mengandung bahan. Dengan adanya pasar seperti itu, karbon yang disita oleh teknologi penangkap udara langsung yang diantisipasi dapat disusun kembali dengan lebih baik menjadi bahan yang berumur lebih panjang.






Para ilmuwan di Pacific Northwest National Laboratory telah menciptakan sistem konversi dan penangkapan karbon dioksida yang paling terjangkau hingga saat ini, sehingga biaya untuk menangkap CO2 turun menjadi sekitar $39 per metrik ton. Prosesnya mengambil gas buang dari pembangkit listrik, menggunakan pelarut yang dipatenkan PNNL untuk menghilangkan CO2, lalu mengubah CO2 menjadi metanol yang bermanfaat bagi industri. Kredit: Eric Francavilla | Laboratorium Nasional Pasifik Barat Laut

Panggilan untuk menangkap karbon lebih murah

Pada April 2022, Panel Antarpemerintah tentang Perubahan Iklim mengeluarkan laporan Kelompok Kerja III yang berfokus pada mitigasi perubahan iklim. Di antara langkah-langkah pembatasan emisi yang direncanakan, penangkapan dan penyimpanan karbon disebut sebagai elemen yang diperlukan untuk mencapai emisi nol bersih, terutama di sektor-sektor yang sulit didekarbonisasi, seperti produksi baja dan bahan kimia.

“Pengurangan emisi dalam industri akan melibatkan penggunaan bahan secara lebih efisien, penggunaan kembali dan daur ulang produk, serta meminimalkan limbah,” kata IPCC dalam rilis berita yang dikeluarkan bersamaan dengan salah satu angsuran laporan tahun 2022. Untuk mencapai nol bersih CO2 emisi untuk karbon yang dibutuhkan dalam masyarakat (misalnya, plastik, kayu, bahan bakar penerbangan, pelarut, dll.),” tulis laporan itu, “penting untuk menutup putaran penggunaan karbon dan karbon dioksida melalui peningkatan sirkularitas dengan mekanik dan daur ulang bahan kimia .”

Penelitian PNNL difokuskan untuk melakukan hal itu—sejalan dengan Tembakan Negatif Karbon DOE. Dengan menggunakan sumber hidrogen terbarukan dalam konversi, tim dapat menghasilkan metanol dengan jejak karbon yang lebih rendah daripada metode konvensional yang menggunakan gas alam sebagai bahan baku. Metanol diproduksi melalui CO., LTD2 Konversi dapat memenuhi syarat untuk kebijakan dan insentif pasar yang dimaksudkan untuk mendorong penerapan teknologi pengurangan karbon.

Metanol adalah salah satu bahan kimia yang paling banyak diproduksi berdasarkan volume. Dikenal sebagai “bahan platform”, penggunaannya sangat luas. Selain metanol, tim dapat mengubah CO2 menjadi bentuk (komoditas kimia lain), metana dan zat lainnya.

Sejumlah besar pekerjaan tetap dilakukan untuk mengoptimalkan dan menskalakan proses ini, dan mungkin diperlukan beberapa tahun sebelum siap untuk penerapan komersial. Namun, kata Casie Davidson, manajer sektor pasar Manajemen Karbon dan Energi Fosil PNNL, menggantikan komoditas kimia konvensional hanyalah permulaan. Pendekatan terpadu tim membuka dunia CO baru2 kimia konversi. Ada perasaan bahwa kita berdiri di ambang bidang baru teknologi karbon yang dapat diskalakan dan hemat biaya. Ini waktu yang sangat menyenangkan.”

Menghancurkan biaya

Sistem komersial menyerap karbon dari gas buang dengan harga sekitar $46 per metrik ton CO2, menurut analisis DOE. Tujuan tim PNNL adalah untuk terus memangkas biaya dengan membuat proses penangkapan lebih efisien dan kompetitif secara ekonomi.

Tim menurunkan biaya penangkapan menjadi $47,10 per metrik ton CO2 pada tahun 2021. Sebuah studi baru dijelaskan dalam Jurnal Produksi Bersih mengeksplorasi biaya menjalankan sistem metanol menggunakan berbagai pelarut penangkap yang dikembangkan oleh PNNL, dan angka tersebut kini telah turun menjadi sedikit di bawah $39 per metrik ton CO2.

Kami melihat tiga CO2-mengikat pelarut dalam studi baru ini,” kata insinyur kimia Yuan Jiang, yang memimpin penilaian. “Kami menemukan bahwa mereka menangkap lebih dari 90 persen karbon yang melewatinya, dan mereka melakukannya dengan sekitar 75 persen dari biaya tradisional menangkap teknologi.”

Sistem yang berbeda dapat digunakan tergantung pada sifat tanaman atau kiln. Tapi, apa pun pengaturannya, pelarut adalah pusatnya. Dalam sistem ini, pelarut mencuci CO22-kaya gas buang sebelum dipancarkan, meninggalkan CO22 molekul sekarang terikat dalam cairan itu.

Membuat metanol dari CO2 bukanlah hal baru. Tetapi kemampuan untuk menangkap karbon dan kemudian mengubahnya menjadi metanol dalam satu sistem aliran kontinu adalah. Penangkapan dan konversi secara tradisional terjadi sebagai dua langkah berbeda, dipisahkan oleh keunikan masing-masing proses, kimiawi yang seringkali tidak saling melengkapi.

“Kami akhirnya memastikan bahwa satu teknologi dapat melakukan kedua langkah dan melakukannya dengan baik,” kata Heldebrant, menambahkan bahwa teknologi konversi tradisional biasanya membutuhkan CO2 yang sangat murni.2. Sistem baru ini adalah yang pertama membuat metanol dari CO “kotor”.2.

Menurunkan emisi besok

Proses penangkapan CO2 dan mengubahnya menjadi metanol bukanlah CO2-negatif. Karbon dalam metanol dilepaskan saat dibakar atau diasingkan saat metanol diubah menjadi zat dengan rentang hidup lebih lama. Tapi teknologi ini “mengatur panggung,” kata Heldebrant, untuk pekerjaan penting menjaga karbon terikat di dalam material dan keluar dari atmosfer.

Bahan target lainnya termasuk poliuretan, yang ditemukan dalam perekat, pelapis, dan insulasi busa, dan poliester, yang banyak digunakan dalam kain untuk tekstil. Setelah peneliti menyelesaikan kimia di balik konversi CO2 menjadi bahan yang menjauhkannya dari atmosfer untuk rentang waktu yang relevan dengan iklim, jaringan sistem penangkapan yang luas dapat disiapkan untuk menjalankan reaksi semacam itu.

Sebagai pengganti cerobong asap saat ini, Heldebrant membayangkan CO2 kilang yang dibangun di dalam atau di samping pembangkit listrik, di mana CO22-produk yang mengandung dapat dibuat di situs. “Kami berada di titik balik,” tulis Heldebrant dan rekan penulisnya dalam artikel terbaru yang diterbitkan di jurnal tersebut Ilmu Kimia“di mana kita dapat terus menggunakan infrastruktur penangkapan dan konversi monolitik abad ke-20 atau kita dapat memulai transisi ke paradigma baru abad ke-21 tentang teknologi penangkapan dan konversi karbon berbasis pelarut yang terintegrasi.”

Informasi lebih lanjut:
Jotheeswari Kothandaraman dkk, Penangkapan Terpadu dan Konversi CO2 menjadi Metanol dalam Pelarut Tangkap Pasca-Pembakaran: Katalis Heterogen untuk Pembelahan Ikatan CN Selektif, Material Energi Lanjut (2022). DOI: 10.1002/aenm.202202369

Yuan Jiang et al, Penangkapan karbon hemat energi dan berbiaya rendah dari sumber titik yang diaktifkan oleh pelarut tanpa lemak air, Jurnal Produksi Bersih (2022). DOI: 10.1016/j.jclepro.2022.135696

David J. Heldebrant et al, Langkah selanjutnya untuk penangkapan CO2 berbasis pelarut; integrasi penangkapan, konversi, dan mineralisasi, Ilmu Kimia (2022). DOI: 10.1039/D2SC00220E

Disediakan oleh Laboratorium Nasional Pacific Northwest

Kutipan: Para ilmuwan mengungkap sistem penangkapan karbon paling murah hingga saat ini (2023, 23 Januari) diambil 23 Januari 2023 dari https://techxplore.com/news/2023-01-scientists-unveil-carbon-capture-date.html

Dokumen ini tunduk pada hak cipta. Terlepas dari kesepakatan yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.





Source link

Share :

Baca Juga

Pergi hijau atau pergi pesta? Pilihan Infrastruktur Besar Joe Biden, Berita Energi, ET EnergyWorld

ENERGY

Pergi hijau atau pergi pesta? Pilihan Infrastruktur Besar Joe Biden, Berita Energi, ET EnergyWorld
Elon Musk tweet bahwa dia mendukung crypto dalam pertempuran melawan mata uang fiat, Energy News, ET EnergyWorld

ENERGY

Elon Musk tweet bahwa dia mendukung crypto dalam pertempuran melawan mata uang fiat, Energy News, ET EnergyWorld
Karnataka Menyesuaikan Kebijakan Kendaraan Listrik, Untuk Menawarkan Dukungan Modal 15% kepada Investor, Berita Energi, ET EnergyWorld

ENERGY

Karnataka Menyesuaikan Kebijakan Kendaraan Listrik, Untuk Menawarkan Dukungan Modal 15% kepada Investor, Berita Energi, ET EnergyWorld
Kontrak Tenaga Surya Tercermin pada Biaya Rendah, Berita Energi, ET EnergyWorld

ENERGY

Kontrak Tenaga Surya Tercermin pada Biaya Rendah, Berita Energi, ET EnergyWorld
MoPNG di RS, Energy News, ET EnergyWorld

ENERGY

MoPNG di RS, Energy News, ET EnergyWorld
Pemerintah mengkonfirmasi perintah pengadilan Prancis terhadap aset India, Energy News, ET EnergyWorld

ENERGY

Pemerintah mengkonfirmasi perintah pengadilan Prancis terhadap aset India, Energy News, ET EnergyWorld

ENERGY

Minggu ini dalam Petroleum Brief edisi yang mudah dicetak
Teknologi sel surya generasi berikutnya tiba di luar angkasa

ENERGY

Teknologi sel surya generasi berikutnya tiba di luar angkasa