Technoleg pilen a dal carbon

Mae cipio carbon yn cyfeirio at dechnoleg sy'n lleihau allyriadau carbon deuocsid (CO2) trwy ddal, gwahanu a'i storio. Mae'n ffordd effeithiol o liniaru allyriadau nwyon tŷ gwydr a lleihau crynodiadau CO2.

Gellir categoreiddio technolegau dal carbon yn bennaf yn dri math: dal pen -, yn ôl - dal diwedd, a biocapture.

1. blaen - dal diwedd

Mae hyn yn bennaf yn cynnwys gwahanu CO2 oddi wrth ffrydiau nwy hylosgi wrth gynhyrchu ynni. Ymhlith yr enghreifftiau mae Post - Dal Hylosgi mewn Glo - Planhigion Pwer Nwy Naturiol a Naturiol, a Dal Hylosgi Cyn - mewn Gair Nwyeiddio - Planhigion pŵer tanio. Y dull dal pen mwyaf cyffredin - yw amsugno cemegol, sy'n cynnwys toddi CO2 mewn toddydd ac yna ei ryddhau o'r toddydd trwy newidiadau gwresogi a phwysau. Mae amonia yn doddydd a ddefnyddir yn gyffredin sy'n adweithio â CO2 i ffurfio cyfansoddyn sefydlog, sydd wedyn yn cael ei wahanu trwy wresogi i adfer y CO2.

2. Cefn - dal diwedd

Mae hyn yn cyfleu CO2 yn bennaf o allyriadau o ffynonellau cymhwysiad, gan gynnwys nwyon hylosgi (megis gwacáu ffwrnais o gynhyrchu dur a sment) a nwyon allfa o blanhigion cemegol. Ymhlith technolegau dal diwedd cefn -, y rhai mwyaf cyffredin yw arsugniad corfforol a gwahanu pilen. Mae arsugniad corfforol yn defnyddio deunyddiau y gellir eu hadsorbio (fel carbon wedi'i actifadu) i adsorb CO2 a'i ryddhau o dan bwysau a thymheredd priodol. Mae gwahanu pilen yn defnyddio pilenni semipermeable i wahanu a phuro CO2 yn seiliedig ar faint a phriodweddau moleciwlau CO2 o gymharu â moleciwlau nwy eraill.

3. Biocapture

Mae'r dull hwn yn defnyddio planhigion ac organebau morol yn bennaf i amsugno CO2 a'i droi'n olew biomas neu algâu. Mae planhigion yn trosi CO2 yn ddeunydd organig trwy ffotosynthesis a'i storio fel biomas. Mae dull arall yn cynnwys defnyddio algâu i amsugno CO2 atmosfferig a'i droi'n olew algâu, y gellir ei ddefnyddio i gynhyrchu biodanwydd, a thrwy hynny ddal a defnyddio CO2.

Mae dulliau eraill yn cynnwys dal carbon biolegol, dal carbon ffotocatalytig, dal carbon hidlo aer, a dal carbon hollti dŵr.

Ymhlith y nifer o ddulliau dal carbon, mae technoleg dal carbon pilen yn cynnig manteision unigryw, gan gynnwys effeithlonrwydd ynni uchel, offer cryno ac integredig, rhwyddineb gweithredu, effeithlonrwydd dal uchel, a chyfeillgarwch amgylcheddol.

Mae technoleg pilen yn dechnoleg gwahanu nwy sy'n seiliedig ar athreiddedd dethol pilenni. Mae'r athreiddedd dethol hwn yn deillio yn bennaf o briodweddau ffisegol a chemegol y deunydd pilen, megis maint mandwll, priodweddau arwyneb, a chyfansoddiad cemegol. Ym maes dal carbon, mae technoleg pilen i bob pwrpas yn gwahanu carbon deuocsid oddi wrth nwyon eraill trwy ecsbloetio gwahaniaethau ym maint moleciwl nwy, cyddwysedd ac adweithedd.

Pan ddaw cymysgedd nwy sy'n cynnwys carbon deuocsid i gysylltiad â philen, mae moleciwlau carbon deuocsid, oherwydd eu maint llai a'u athreiddedd uwch, yn ffafriol yn pasio trwy wal y bilen. Mae moleciwlau nwy eraill, fel nitrogen ac ocsigen, yn cael eu cadw gan ddeunydd y bilen oherwydd eu maint mwy neu athreiddedd is. Mae'r mecanwaith gwahanu dethol hwn yn seiliedig ar faint moleciwlaidd a athreiddedd yn gwneud technoleg pilen yn hynod effeithiol wrth ddal carbon.

Yn ogystal, mae mecanwaith technoleg pilen hefyd yn cynnwys rhyngweithio rhwng moleciwlau nwy a deunydd y bilen. Mae'r rhyngweithiadau hyn, gan gynnwys grymoedd van der Waals rhyngfoleciwlaidd, grymoedd electrostatig, a bondiau hydrogen, gyda'i gilydd yn pennu cyfradd trylediad moleciwlau nwy trwy'r bilen a'r effeithlonrwydd gwahanu.

Ym maes dal carbon, mae technoleg pilen yn defnyddio amrywiaeth eang o ddeunyddiau pilen, pob un â'i nodweddion unigryw ei hun. Yn seiliedig ar briodweddau'r deunydd pilen a'i gymhwyso, gellir categoreiddio technoleg pilen yn bilenni hydraidd, pilenni trwchus, a philenni matrics cymysg.

1. Pilenni hydraidd

Mae pilenni hydraidd anorganig, fel pilenni cerameg a philenni metel, yn cynnig sefydlogrwydd rhagorol, ymwrthedd tymheredd, ac ymwrthedd cyrydiad, ac yn dal rhagolygon cymhwysiad eang wrth ddal carbon. Fodd bynnag, oherwydd costau paratoi uchel ac anawsterau technegol, mae cymhwyso pilenni hydraidd anorganig - yn dal i wynebu heriau sy'n dal i wynebu heriau.

Mewn cyferbyniad, mae pilenni hydraidd organig, fel pilenni microporous bloc polymer a philenni wedi'u haildrefnu'n thermol, yn cynnig ffilm well - yn ffurfio priodweddau a pherfformiad gwahanu CO2 uchel. Mae'r deunyddiau pilen hyn yn cyflawni gwahaniad CO2 effeithlon trwy optimeiddio'r cyfaint rhydd a gynhyrchir trwy gronni segmentau moleciwlaidd. Fodd bynnag, mae pilenni hydraidd organig hefyd yn wynebu heriau fel costau synthesis graddfa mawr - a thueddiad i heneiddio, sy'n gofyn am optimeiddio a gwella pellach.

2. Pilenni trwchus

Wedi'i wneud yn bennaf o bolymerau pwysau moleciwlaidd - moleciwlaidd -, mae'r pilenni hyn yn cyflawni gwahaniad trwy'r cyfaint rhydd a gynhyrchir trwy gronni segmentau moleciwlaidd. Mae deunyddiau pilen polymer sydd ar gael yn fasnachol yn cynnwys pilenni asetad seliwlos (CA), pilenni polyimide (PI), a philenni polyethylen ocsid (PEO). Mae gan y deunyddiau pilen hyn botensial cymhwyso penodol ym maes dal carbon, ond mae angen gwella a optimeiddio eu perfformiad ymhellach hefyd.

3. Pilen Matrics Cymysg (mmm)

Fel math newydd o ddeunydd pilen, mae wedi denu sylw eang ym maes dal carbon. Trwy gyfuno nanofillers hydraidd â detholusrwydd carbon deuocsid rhagorol â pholymerau, paratowyd pilen matrics cymysg gyda ffilm - yn ffurfio priodweddau a pherfformiad gwahanu carbon deuocsid rhagorol. Mae gan y deunydd pilen hwn nid yn unig berfformiad gwahanu carbon deuocsid effeithlon, ond mae ganddo hefyd sefydlogrwydd da a gwrthiant cyrydiad, gan ddarparu syniadau newydd ar gyfer datblygu technoleg dal carbon.

Mae gan dechnoleg pilen nodweddion a manteision sylweddol ym maes dal carbon.

(1) Mae gan dechnoleg pilen effeithlonrwydd gwahanu uchel a gall wahanu carbon deuocsid a nwyon eraill yn effeithlon i gyflawni dal carbon deuocsid purdeb - uchel. Mae'n helpu i leihau allyriadau nwyon tŷ gwydr yn yr atmosffer.

(2) Mae gan dechnoleg pilen ddefnydd o ynni isel. O'i gymharu ag amsugno cemegol traddodiadol a dulliau arsugniad corfforol, nid yw technoleg pilen yn gofyn am ddefnyddio llawer iawn o adweithyddion a thoddyddion cemegol, gan leihau'r defnydd o ynni ac allyriadau gwastraff.

(3) Mae technoleg pilen hefyd yn hawdd ei gweithredu ac yn hawdd ei awtomeiddio a'i chynhyrchu'n barhaus. Gall wella effeithlonrwydd a sefydlogrwydd dal carbon a lleihau ymyrraeth â llaw a chostau gweithredu.

(4) Mae technoleg pilen yn cael effaith lai ar yr amgylchedd. Gan nad oes angen defnyddio llawer iawn o adweithyddion a thoddyddion cemegol, mae'n lleihau'r risg o lygredd amgylcheddol ac allyriadau gwastraff.

Mae yna lawer o wahanol ffyrdd o gymhwyso technoleg pilen ym maes dal carbon, sy'n cwmpasu triniaeth nwy gwastraff diwydiannol, glo - gweithfeydd pŵer wedi'u tanio a gweithfeydd pŵer nwy naturiol, cludo, ac adeiladu systemau aerdymheru.

(1) Mewn triniaeth nwy gwastraff diwydiannol, gall technoleg pilen wahanu a dal carbon deuocsid oddi wrth nwy gwastraff yn effeithiol, gan leihau allyriadau nwyon tŷ gwydr yn yr atmosffer. Mae'n darparu cefnogaeth gref ar gyfer cadwraeth ynni a lleihau allyriadau mewn prosesau cynhyrchu diwydiannol.

(2) Mewn ffynonellau allyriadau mawr fel glo - gweithfeydd pŵer wedi'u tanio a gweithfeydd pŵer nwy naturiol, mae gan dechnoleg pilen ragolygon cymwysiadau eang hefyd. Trwy osod dyfeisiau dal carbon pilen, gellir dal a gwahanu carbon deuocsid o'r ffynonellau allyriadau hyn yn effeithiol i gyflawni targedau lleihau allyriadau.

(3) Ym maes cludo, gellir cymhwyso technoleg pilen i driniaeth wacáu ceir i ddal a lleihau allyriadau carbon deuocsid. Gyda phoblogeiddio cerbydau ynni newydd a datblygu cludo carbon - isel, bydd rhagolygon cymhwysiad technoleg pilen yn y maes cludo yn ehangach.

(4) Gall technoleg pilen hefyd chwarae rhan bwysig wrth adeiladu systemau aerdymheru. Trwy ddal ac ailgylchu carbon deuocsid yn yr awyr y tu mewn i'r adeilad, gall technoleg pilen leihau dibyniaeth ar aer allanol, a thrwy hynny arbed ynni a lleihau allyriadau carbon deuocsid.

Bydd tuedd ddatblygu technoleg pilen ym maes dal carbon yn dangos y nodweddion canlynol: yn gyntaf, arloesi parhaus ac optimeiddio deunyddiau pilen i wella effeithlonrwydd gwahanu a sefydlogrwydd carbon deuocsid; yn ail, cymhwysiad graddfa fawr - a hyrwyddo technoleg pilen i leihau cost dal carbon a gwella buddion economaidd; Yn drydydd, integreiddio ac ymasiad technoleg pilen â thechnolegau eraill, megis dull amsugno cemegol, dull arsugniad corfforol a thechnolegau eraill, i ffurfio system dechnoleg dal carbon mwy effeithlon a chyfeillgar i'r amgylchedd, a fydd yn hyrwyddo cymhwysiad a datblygiad technoleg pilen ym maes dal carbon a gwneud mwy o gyfraniadau i atal newid hinsawdd a rheolaeth fyd -eang.