แร่ธาตุธรรมชาติช่วยกักเก็บคาร์บอนไดออกไซด์

แร่ธาตุทั่วไปสามารถกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากก๊าซเผาไหม้ได้ แต่ในสภาพธรรมชาติ แร่จะช้ามาก ตอนนี้ทีมนักวิจัยของ Penn State กำลังเปลี่ยนคดเคี้ยวเพื่อให้แยกก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลในเวลาไม่กี่ชั่วโมง ไม่ใช่มหายุค Dr. M. Mercedes Maroto-Valer ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านพลังงานและวิศวกรรมสิ่งแวดล้อมธรณี เครื่องสำอางแร่ และผู้ประสานงานโครงการพลังงานที่ยั่งยืนของสถาบันพลังงาน กล่าวว่า "งูจะกักเก็บคาร์บอนไดออกไซด์โดยธรรมชาติในช่วงเวลาทางธรณีวิทยา แต่มันช้าเกินไปที่จะช่วยเรา" แร่เซอร์โครไทน์ที่แปรสภาพ หรือแมกนีเซียมซิลิเกตไฮดรอกไซด์ ประกอบด้วยแมกนีเซียม ซิลิกอน และออกซิเจน ซึ่งมีอยู่มากมาย นักวิจัยของเขาใช้วัสดุจากเหมือง Cedar Hills บนชายแดน Pennsylvania/ Maryland ในการศึกษานี้ แต่แร่มีอยู่ในปริมาณมากในหลายแห่ง การสะสมแร่ธาตุของสหรัฐอเมริกาที่สามารถใช้สำหรับกระบวนการนี้ - เซอร์เพนทีนและโอวีวีน - สามารถแยกการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ทั้งหมดที่ผลิตจากเชื้อเพลิงฟอสซิล Maroto-Valer กล่าวว่า "นักวิจัยก่อนหน้านี้ที่ตรวจสอบคดเคี้ยวเพื่อใช้ในการแยกก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้บดคดเคี้ยวอย่างประณีตจนมีขนาดเล็กกว่าทรายชายหาด แต่ถึงแม้จะมีขนาดเล็กเหล่านี้ ก็ต้องใช้อุณหภูมิสูงเพื่อเร่งปฏิกิริยา" Maroto-Valer กล่าว "ด้วยวิธีการของเรา เราไม่จำเป็นต้องบดมันละเอียดขนาดนั้น และเราไม่ต้องการอุณหภูมิสูง อันที่จริง ปฏิกิริยาจะให้ความร้อนออกมา วิธีของเราใช้พลังงานน้อยกว่ามาก" นักวิจัยซึ่งรวมถึง John M. Andresen ผู้อำนวยการ Consortium for Premium Carbon Products from Coal (CPCPC) สถาบันพลังงาน Yinzhi Zhang, โพสต์เพื่อนปริญญาเอก, สถาบันพลังงาน; Matthew E. Kuchta นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาสาขาวิศวกรรมสิ่งแวดล้อมธรณี ทั้งหมดที่ Penn State; และ Dan J. Fauth ห้องปฏิบัติการพลังงานแห่งชาติของกระทรวงพลังงานสหรัฐฯ ในเมืองพิตส์เบิร์ก ได้ละลายเซอร์เพนทีนที่บดแล้วในกรดซัลฟิวริก เมื่อเซอร์เพนทีนละลายในกรดซัลฟิวริก ซิลิกอนในแร่จะกลายเป็นซิลิกอนไดออกไซด์หรือทราย และตกลงสู่ด้านล่าง ในขณะที่แมกนีเซียมจะกลายเป็นแมกนีเซียมซัลเฟต การบำบัดแมกนีเซียมซัลเฟตบางส่วนด้วยโซเดียมไฮดรอกไซด์ยังสร้างแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์อีกด้วย นักวิจัยสามารถเปลี่ยนแมกนีเซียมของงูจำนวนมากให้เป็นสารเคมีเหล่านี้ได้ ทำให้มีพื้นที่ผิวขนาดใหญ่สำหรับปฏิกิริยาที่จะเกิดขึ้นในสารละลายที่อุณหภูมิห้อง คาร์บอนไดออกไซด์ที่ผ่านสารละลายของแมกนีเซียมซัลเฟตและแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์จะเปลี่ยนเป็นแมกนีเซียมคาร์บอเนตหรือแมกนีไซต์ ซึ่งจะกลายเป็นของแข็งและตกลงสู่ด้านล่าง ของแข็งนี้สามารถใช้ในการผลิตบล็อกก่อสร้าง และยังมีตลาดขนาดเล็กสำหรับแมกนีเซียมคาร์บอเนตไฮเดรตในอุตสาหกรรมเครื่องสำอาง สามารถใช้ซิลิกอนไดออกไซด์เพื่อกำจัดซัลเฟอร์ไดออกไซด์ออกจากก๊าซไอเสีย ซึ่งต่อมาสามารถเปลี่ยนเป็นกรดซัลฟิวริกเพื่อใช้ในส่วนแรกของกระบวนการได้ Maroto-Valer กล่าวว่า "พื้นที่ผิวสูงของซิลิกอนไดออกไซด์ทำให้เป็นตัวดูดซับตามธรรมชาติในการดักจับคาร์บอนไดออกไซด์และซัลเฟอร์ไดออกไซด์ได้มากขึ้น นักวิจัยยังไม่ได้ทดสอบกระบวนการนี้กับหม้อไอน้ำที่ใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิง แต่พวกเขากำลังทำงานเพื่อพัฒนาเครื่องปฏิกรณ์ในห้องปฏิบัติการที่สามารถบำบัดก๊าซไอเสียได้อย่างต่อเนื่อง ในขณะเดียวกันก็ต้องการสร้างกรดซัลฟิวริกขึ้นมาใหม่เพื่อลดต้นทุน เนื่องจากคาร์บอนไดออกไซด์จะเป็นก๊าซตัวสุดท้ายในกระแสการปล่อยก๊าซที่ผ่านการบำบัด จึงมีทางเลือกสองทางสำหรับการใช้งานเชิงพาณิชย์ โรงงานเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลสามารถวางเครื่องปฏิกรณ์แบบคดเคี้ยวเป็นองค์ประกอบสุดท้ายของการปล่อยมลพิษเพื่อทำความสะอาดและแยกคาร์บอนออกจากไซต์ หรือหากพื้นที่นั้นมีโรงเผาเชื้อเพลิงฟอสซิลหนาแน่น โรงงานแต่ละแห่งสามารถส่งก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ไปยังโรงบำบัดส่วนกลางได้ กระทรวงพลังงานสหรัฐสนับสนุนการวิจัยนี้ นักวิจัยได้ยื่นขอสิทธิบัตรจากสหรัฐอเมริกาสำหรับกระบวนการนี้

โพสต์โดย : ppp เมื่อ 20 ก.พ. 2566 15:10:26 น. อ่าน 107 ตอบ 0