Alors même que le monde begin lentement à décarboner les processus industriels, l’obtention de concentrations in addition faibles de carbone atmosphérique nécessite des technologies qui éliminent le dioxyde de carbone existant de l’atmosphère – plutôt que de simplement en empêcher la création.
Le captage typique du carbone capte le CO2 directement à partir de la resource d’un processus à forte intensité de carbone. D’autre portion, le captage du carbone ambiant, ou « captage immediate de l’air » (DAC), peut éliminer le carbone des problems environnementales typiques et constitue une arme dans la lutte contre le changement climatique, en particulier à mesure que la dépendance aux combustibles fossiles begin à diminuer et avec elle. la nécessité d’un captage du carbone au point de source.
Une nouvelle recherche de l’Université Northwestern montre une nouvelle approche pour capturer le carbone des situations environnementales ambiantes, qui take a look at la relation entre l’eau et le dioxyde de carbone dans les systèmes pour éclairer la strategy du « balancement de l’humidité », qui seize le CO2 à faible humidité et le libère à des humidités élevées.. L’approche intègre des méthodologies cinétiques innovantes et une diversité d’ions, permettant l’élimination du carbone de pratiquement n’importe où.
L’étude a été publiée aujourd’hui (3 octobre) dans la revue Environmental Science and Engineering.
« Nous élargissons et optimisons non seulement le choix des ions pour le captage du carbone, mais nous aidons également à découvrir les fondements fondamentaux des interactions complexes fluide-floor », a déclaré Vinayak P. Dravid de Northwestern, auteur principal de l’étude. « Ce travail fait progresser notre compréhension collective du DAC, et nos données et analyses donnent une forte impulsion à la communauté, tant aux théoriciens qu’aux expérimentateurs, pour améliorer davantage le captage du carbone dans des problems pratiques. »
Dravid est professeur Abraham Harris de science et d’ingénierie des matériaux à la McCormick University of Engineering de Northwestern et directeur des initiatives mondiales à l’Institut international de nanotechnologie. doctorat les étudiants, John Hegarty et Benjamin Shindel, étaient les co-premiers auteurs de l’article.
Shindel a déclaré que l’idée derrière le doc venait du désir d’utiliser les situations environnementales ambiantes pour faciliter la réaction.
« Nous avons aimé la seize du carbone par humidité, automobile elle n’a pas de coût énergétique défini », a déclaré Shindel. « Même si une certaine quantité d’énergie est nécessaire pour humidifier un quantity d’air, idéalement, vous pourriez obtenir de l’humidité » gratuitement « , énergétiquement, en vous appuyant sur un environnement doté de réservoirs d’air naturels secs et humides proches les uns des autres. »
Le groupe a également augmenté le nombre d’ions utilisés pour rendre la réaction possible.
« Non seulement nous avons doublé le nombre d’ions qui présentent la seize de carbone souhaitée en fonction de l’humidité, mais nous avons également découvert les systèmes les furthermore performants à ce jour », a déclaré John Hegarty.
Ces dernières années, la capture des fluctuations d’humidité a pris son essor. Les méthodes traditionnelles de capture du carbone utilisent des sorbants pour capturer le CO2 aux factors de resource, puis utilisent la chaleur ou le vide généré pour libérer le CO2 du sorbant. Cela s’accompagne d’un coût énergétique élevé.
« La seize traditionnelle du carbone retient étroitement le CO2, ce qui signifie qu’il faut beaucoup d’énergie pour le libérer et le réutiliser », a déclaré Hegarty.
Cela ne fonctionne pas non moreover partout, a déclaré Shindel. L’agriculture, les fabricants de béton et d’acier, par exemple, sont des contributeurs majeurs aux émissions mais ont une empreinte carbone importante qui rend impossible la seize du carbone à une seule supply.
Shindel a ajouté que les pays les additionally riches devraient s’efforcer de réduire leurs émissions en dessous de zéro, alors que les pays en développement, qui dépendent davantage de l’économie du carbone, réduisent leur creation de CO2.
Un autre auteur principal, le professeur de chimie Omar Farha, a de l’expérience dans l’exploration du rôle des structures à framework d’oxyde métallique (MOF) pour diverses purposes, notamment le captage et la séquestration du CO2.
« Le CAD est un problème complexe et multiforme qui nécessite une approche interdisciplinaire », a déclaré Farha. « Ce que j’apprécie dans ce travail, ce sont les mesures détaillées et minutieuses de paramètres complexes. Tout mécanisme proposé doit expliquer ces observations complexes. »
Dans le passé, les chercheurs se sont concentrés sur les ions carbonate et phosphate pour faciliter la capture des versions d’humidité et ont émis des hypothèses spécifiques sur la raison pour laquelle ces ions spécifiques sont efficaces. Mais l’équipe de Dravid souhaitait tester un as well as large éventail d’ions pour voir lesquels étaient les furthermore efficaces. Dans l’ensemble, ils ont trouvé que les ions ayant la valence la in addition élevée – principalement les phosphates – étaient les as well as efficaces et ils ont commencé à parcourir une liste d’ions polyvalents, en excluant certains, ainsi qu’à trouver de nouveaux ions qui fonctionnaient pour cette software, notamment le silicate et le borate.
L’équipe estime que les expériences futures, associées à la modélisation informatique, permettront de mieux expliquer pourquoi certains ions sont as well as efficaces que d’autres.
Certaines entreprises s’efforcent déjà de commercialiser le captage direct du carbone atmosphérique, en utilisant des crédits carbone pour inciter les entreprises à compenser leurs émissions. Beaucoup capturent du carbone qui aurait déjà été capturé grâce à des activités telles que des pratiques agricoles modifiées, alors que cette approche séquestre sans ambiguïté le CO2 directement de l’atmosphère, où il pourrait ensuite être concentré et finalement stocké ou réutilisé.
L’équipe de Dravid prévoit d’intégrer de tels matériaux de capture du CO2 à leur précédente plateforme d’éponges poreuses, qui a été développée pour éliminer les toxines environnementales, notamment le pétrole, les phosphates et les microplastiques.
La recherche sur le captage direct du dioxyde de carbone dans l’air a été soutenue par le ministère de l’Énergie (DOE-BES DE-SC0022332) et a utilisé les installations de ressources SHyNE, soutenues par le programme NSF-NNCI (NSF ECCS-2025633).
