Hoppa till innehållet
skorsten
Visa originalbild , Öppnas i nytt fönster/flik

Lyckade fälttest med koldioxidfångare

Publicerad: 14 mars 2022

Forskare vid Luleå tekniska universitet, har, i samarbete med University of Calgary i Kanada, utvecklat ett banbrytande material som på ett effektivt sätt fångar upp koldioxid från industrier. Forskningsresultatet har publicerats i den högt aktade forskningstidsskriften Science.

– Hållbarheten, egenskaperna och skalbarheten hos vårt material gör att det passar mycket bra för CO2-avskiljning från koldioxidintensiva industrier, säger Farid Akhtar, professor i materialteknik, materialvetenskap vid Luleå tekniska universitet som är delaktig i forskningen.

Materialet CALF-20 , är en förfinad version av ett metall-organiskt ramverk (MOF) och består av en combination av metall och organiska molekyler. När det kommer till separation av gaser och efterförvaring har det forskats mycket på denna typ av material. Dock har målet tidigare varit fysisk snarare än kemisk infångning av gasen. Ett stort hinder i processen har varit vatten och fukt eftersom gaserna måste vara torra innan de filtreras för att säkerställa ett bra koldioxidupptag eftersom infångningsmekanismen är besläktad med koldioxid som kondenserar i det fasta materialet.

Det som är innovativt och unikt med det nya materialet, CALF-20, som Farid Akhtar varit en del av att utveckla, är att det mikroporösa materialet visar på en oerhört stark förmåga att dra till sig koldioxid även under fuktiga förhållanden. Detta har demonstrerats i en fältstudie på en fabrik för cementtillverkning där vattenånga förekommer. Där har man sett att hela 95 procent av koldioxiden som släpps ut, fångas upp. Materialet är även mycket slitstarkt och behåller sina unika egenskaper efter flera tusen timmars drift.

Farid Akhtar, utförde den första karaktäriseringen av koldioxidupptagningsförmågan hos CALF-20 i puderform, och dess konstruerade pellets, i närhet av vatten.

– Min forskning fokuserade på materialdesign för koldioxidavskiljning, omvandling och energilagring. Forskningen är relevant för den gröna omställning som initieras i norra Sverige. Jag blev förvånad och fascinerad när jag upptäckte att CALF-20 kan adsorbera koldioxid i närvaro av vatten, eftersom det skilde sig från material som zeoliter som jag tidigare undersökt i relation till koldioxidavskiljning, säger Farid Akhtar.

Resultaten från fältstudier bevakas nära av bland annat stora industrier där omfattande koldioxidutsläpp försvårar den gröna omställningen. Förhoppningsvis är CALF-20 deras väg mot en hållbarare framtid med en mer hållbar produktion.

– Hållbarheten, egenskaperna och skalbarheten hos CALF-20 gör det till ett material för praktiska förhållanden för CO2-avskiljning från koldioxidintensiva industrier, säger Farid Akhtar.

Så går processen till

Ett enda gram av CALF-20 har en yta på mer än 500 kvadratmeter. Materialet kan packas i en kolonn och därefter i huvudsak fästas vid änden av en skorsten. Om utsläppen består av kväve och koldioxid kommer kvävet ut först medan koldioxid lämnas kvar och fäster vid materialet. För att förflytta koldioxiden, så att materialet kan återanvändas, kan trycket i kolonnen sänkas och den koncentrerade koldioxiden sugas ut, eller så kan systemet värmas upp med spillvärme eller ånga.

Efter att koldioxiden väl har koncentrerats kan den antingen komprimeras och lagras i geologiska formationer, tryckas tillbaka i gamla brunnar för ökad oljeutvinning eller omvandlas tillbaka till bränsle, såsom metanol, för att användas vid skapandet av andra produkter.

$!userInfo.givenName Farid Akhtar

Farid Akhtar, Professor

Organisation: Luleå University of Technology, Sweden