English
日本語
한국어
简体中文
Phương pháp thu hồi carbon đột phá, lấy cảm hứng từ tiếng sủi bọt đơn giản của một chai nước ngọt, hứa hẹn sẽ giảm đáng kể chi phí và cải thiện hiệu quả trong việc bắt giữ khí thải CO2 từ các nguồn công nghiệp ô nhiễm chính.
Kỹ thuật sáng tạo này, được gọi là Thu hồi Carbon do Áp suất Gây ra (PICC), chỉ sử dụng nước và áp suất để chiết xuất đáng kinh ngạc 99% carbon dioxide khỏi khí thải trước khi chúng thoát vào khí quyển. Mô hình kinh tế ban đầu cho thấy điều này có thể đạt được với chi phí kỷ lục thấp chỉ 26 đô la mỗi tấn.
Khoa Học Đằng Sau Tiếng Sủi Bọt: PICC Hoạt Động Như Thế Nào
Về cơ bản, phương pháp PICC tận dụng cùng một nguyên lý vật lý khiến Champagne sủi bọt hoặc đồ uống có ga xì xào khi mở. Dưới áp suất cao, carbon dioxide dễ dàng hòa tan vào nước. Khi áp suất sau đó được giảm, CO2 lại nổi lên như bong bóng, sẵn sàng để thu thập và lưu trữ vĩnh viễn.
Các đồng sáng chế, Tiến sĩ Mark Holtzapple của Đại học Texas A&M và Jonathan Feinstein của ExcelThermic Enterprises, đã nộp bằng sáng chế cho công nghệ đột phá này. Họ hình dung việc áp dụng nó trên một phổ rộng các ngành công nghiệp, bao gồm nhà máy điện, cơ sở sản xuất hydro, lò cao thép và lò xi măng – tất cả đều là những nhà đóng góp đáng kể vào khí thải carbon toàn cầu.
Vượt Qua Thách Thức Thu Hồi Carbon Truyền Thống
Tiến sĩ Holtzapple nhấn mạnh rằng PICC cung cấp một giải pháp mạnh mẽ cho một vấn đề dai dẳng, đặc biệt khi nhiên liệu hóa thạch tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong các hệ thống năng lượng toàn cầu. “Phát minh của chúng tôi là một cách hiệu quả về chi phí để giải quyết một trong những thách thức lớn nhất của nhân loại,” Holtzapple nói. “Chúng ta có thể thu hồi carbon dioxide từ khí thải chỉ bằng nước và áp suất, điều này làm cho quá trình trở nên đơn giản, sạch sẽ và ít tốn kém hơn các công nghệ cạnh tranh.”
Các hệ thống thu hồi carbon truyền thống thường dựa vào các amin hóa học liên kết với CO2. Các hóa chất này đắt đỏ, dễ bị suy thoái trong dòng khí thải công nghiệp khắc nghiệt và thường đạt hiệu quả thu hồi tối đa khoảng 90%. Khi các ngành công nghiệp nỗ lực giảm khử carbon sâu hơn, việc để lại thậm chí 10% khí thải không bị thu hồi đang trở nên không thể chấp nhận ngày càng tăng.
PICC vượt qua những hạn chế này qua sự hấp thụ vật lý. Vì không liên quan đến liên kết hóa học, carbon dioxide hòa tan “nổ” dễ dàng ra khỏi nước khi áp suất giảm, phản ánh trải nghiệm khi mở đồ uống có ga.
Đạt Mức Thu Hồi Gần Đầy Đẹn Với Một Phần Chi Phí
Quá trình vận động bao gồm làm nguội và nén khí thải từ các nguồn như than, khí tự nhiên hoặc đốt sinh khối. Khí sau đó được đưa vào một cột hấp thụ nơi nước lạnh chảy xuống dưới, và khí áp suất cao di chuyển lên trên. Các cấu trúc được thiết kế trong cột tối đa hóa sự tiếp xúc giữa nước và khí, đảm bảo hấp thụ CO2 tối ưu.
Khi khí gần như sạch thoát ra trên đỉnh, bất kỳ CO2 còn lại nào hòa tan vào nước tươi mới vào. Nước, giờ đây chứa đầy carbon dioxide hòa tan, di chuyển qua các container vận hành ở áp suất giảm dần. Ở mỗi giai đoạn, CO2 nổi lên như bong bóng, sẵn sàng để nén để lưu trữ an toàn, vĩnh viễn dưới lòng đất.
Phân tích kinh tế cho thấy quá trình PICC có thể thu hồi và nén ấn tượng 99% khí thải carbon dioxide chỉ với 26 đô la mỗi tấn. Con số này đối lập鲜明 với chi phí điển hình là 50 đến 100 đô la mỗi tấn liên quan đến các công nghệ thu hồi carbon hiện có.
Hơn nữa, bằng cách đưa vào một lượng nhỏ vôi, tỷ lệ thu hồi có thể đạt 100% với chi phí dưới 28 đô la mỗi tấn, ngay cả loại bỏ hiệu quả CO2 có trong không khí vào. “Mà không thêm carbon dioxide vào khí quyển, PICC cho phép chúng ta sử dụng nhiên liệu hóa thạch dồi dào mà nền văn minh của chúng ta được xây dựng,” Tiến sĩ Holtzapple giải thích. Ông cũng lưu ý tiềm năng để “loại bỏ carbon dioxide khỏi khí quyển hiệu quả về chi phí” bằng cách kết hợp PICC với đốt sinh khối.
Công nghệ sáng tạo, lấy cảm hứng từ tiếng sủi bọt của nước ngọt này, đại bước tiến đáng kể trong nỗ lực toàn cầu để giảm nhẹ biến đổi khí hậu, mang lại một con đường hiệu quả và khả thi về mặt kinh tế để giảm đáng kể khí thải CO2.