Nye materialer kan suge opp CO2-utslipp

Miljø

Ben Coxworth

2. juni 2010

3 bilder

Metall-organiske rammebetingelser kan brukes til å filtrere karbon fra smokestackutslipp (Foto: Dori)

Tenk deg et materiale som ser ut til å være størrelsen på en sukkerbit, men når du utfolder den, oppdager du at den har overflaten på et fotballbane. Foruten det utrolige overflaten, kan dette stoffet også tilpasses til å absorbere bestemte molekyler. Slike materialer kalles metall-organiske rammer, og kan være ideelle kandidater for filtrering av karbon ut av røykebunnsutslipp. Med dette i tankene raser et team av California-kjemikere seg for å lage et metall-organisk rammeverk som kan brukes i en industriell karbon svamp. Fordi det er millioner av mulige molekylære variasjoner, bruker teamet utviklingsmetoder som er opptil 100 ganger raskere enn konvensjonelle metoder.

Prosjektet ledes av Jeffrey Long, en kjemiker ved University of California Lawrence Berkeley National Laboratory. Teamet hans har designet et automatisert robotsystem som samtidig syntetiserer hundrevis av metall-organiske rammer. Disse materialene vil bli utsatt for røntgendiffraksjon, etterfulgt av magnetisk resonansspektroskopi, for å se om de har porestørrelsesfordeling som er nødvendig for karbonfangst. Materialene som passerer den testen, går videre til en gassanalyseanalyse gjennom hele gassen, for å bestemme hvor godt de faktisk kunne fjerne karbondioksid fra røykgass.

En dataralgoritme vil slå på de oppnådde dataene, og bruke utgang til neste runde testmaterialer. Forskere vil også vurdere lovende materialer for å se om de ville være økonomisk gjennomførbare for stor bruk. Ved hjelp av dette systemet håper Longs team å ha et passende materiale klart på ikke mer enn tre år.

Når de brukes på kraftverk, er eksisterende karbon svamper litt av et kompromiss. Flytende aminskrubbere, for eksempel, sap opptil 30% av kraften skapt på anlegget. Langt håper å oppdage et materiale som bare tar av 10%. "Vi må finne det optimale spekteret av metall-organiske rammer for hvert kraftverk, " sa han. "Til slutt er denne undersøkelsen ment å føre til materialer som er verdige til storskala testing og kommersialisering."

Den robotic metall-organiske rammeverket

Den molekylære strukturen av et metall-organisk rammeverk

Metall-organiske rammebetingelser kan brukes til å filtrere karbon fra smokestackutslipp (Foto: Dori)

Anbefalt Redaksjonens