エンジニアは湿気を利用して空気中の二酸化炭素を除去する(Engineers use moisture to pull carbon dioxide out of the air)

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2024-03-14 プリンストン大学

研究チームが、湿度の変化に応じて大気中の二酸化炭素を捕獲または放出する物質を開発しました。従来の直接空気キャプチャーシステムよりも5倍以上のエネルギー効率向上が見込まれます。この技術は、湿度変化を利用して再生するため、従来の方法よりも遥かに少ないエネルギーを必要とします。これにより、二酸化炭素の捕獲がより経済的になります。この技術は将来の規模拡大に向けて有望であり、化学産業などさまざまな分野に応用できる可能性があります。

<関連情報>

水蒸気スイング直接空気捕集における閉じ込め効果 Confinement Effects on Moisture-Swing Direct Air Capture

Yaguang Zhu, Austin Booth, and Kelsey B. Hatzell
Environmental Science & Technology Letters  Published:January 10, 2024
DOI:https://doi.org/10.1021/acs.estlett.3c00712

Abstract

エンジニアは湿気を利用して空気中の二酸化炭素を除去する(Engineers use moisture to pull carbon dioxide out of the air)

Direct air capture technologies are energy intensive and often utilize pressure and temperature swings for sorbent regeneration. An alternative approach, called moisture-swing direct air capture, relies on the hydrolysis of a confined anion to produce hydroxide anions. These hydroxide anions are active sites for CO2 capture. Here, we examine how confinement affects moisture-swing CO2 capture and regeneration mechanisms. The local short-range order in micropores determines the capacity for hydroxide formation in the moisture-controlled reversible hydrolysis/neutralization reaction during capture and regeneration. Carbon capture scales with the basicity of the confined anion. Sulfide exhibits excessive interactions with water and thus can release only small amounts of CO2 during the regeneration step. Control over local water–anion chemical microenvironments is critical for reversible operation of moisture-swing sorbent materials. Accessibility of water is largely governed by the distribution of resin macropores. Engineering materials for control over micro, meso, and macropores is critical for achieving favorable interactions between active sites and water in confinement.

0505化学装置及び設備
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