インサイド・アウト・ヒーターと周囲の風により、より安価で効率的な直接空気捕捉が可能になる(Inside-Out Heating and Ambient Wind Could Make Direct Air Capture Cheaper and More Efficient)

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2023-06-12 ジョージア工科大学

◆ジョージア工科大学の研究者は、新しい型の直接空気キャプチャ(DAC)システムを開発しました。彼らは風力を利用してCO2を捕獲するための被覆された炭素繊維を銀行の空気送り管に着想を得て配置し、効率を向上させました。
◆このシステムは従来のDACシステムに比べて費用が低く、地中へのCO2封鎖に適しています。さらに、彼らは現在のグリッドからの電力でも稼働し、大気中のCO2を効果的に除去することができると示しました。
◆今後は、生成されるCO2の品質向上に取り組み、化学物質や燃料の製造に利用できる99%の純度を目指します。

<関連情報>

電気的に駆動する温度スイング吸着法を用いて空気を直接捕捉する吸着剤コーティング炭素繊維 Sorbent-coated carbon fibers for direct air capture using electrically driven temperature swing adsorption

Won Hee Lee,Xin Zhang,Sayan Banerjee,Christopher W. Jones,Matthew J. Realff,Ryan P. Lively
Joule  Published:June 12, 2023
DOI:https://doi.org/10.1016/j.joule.2023.05.016

インサイド・アウト・ヒーターと周囲の風により、より安価で効率的な直接空気捕捉が可能になる(Inside-Out Heating and Ambient Wind Could Make Direct Air Capture Cheaper and More Efficient)

Highlights

•Sorbent-coated carbon fibers exhibit rapid temperature swing by Joule heating
•The DAC system can fully regenerate in under 10 min
•Wind-driven DAC modules recover CO2 product from the air at ∼82% purity
•The cost of CO2 from this wind-driven DAC system is projected to be ∼$160/tonne

Summary

Direct air capture (DAC) by electrically driven temperature swing adsorption (ETSA) is an emerging technology due to its simplicity and ease of pairing with renewable electricity energy sources. Herein, we describe the preparation of sorbent-coated carbon fibers via roll-to-roll process that exhibit 400 ppm CO2 adsorption of ∼1.2 mmol gfiber−1. The fibers exhibit Joule heating upon application of a potential, reaching CO2 regeneration temperatures within 1 min. DAC modules show fast electrothermal CO2 desorption with directly applied electric potential, releasing the adsorbed CO2 six times faster than externally driven thermal desorption. The simplicity and modularity of the sorbent-coated carbon fibers and their rapid adsorption/desorption cycling by ETSA have the potential to improve the productivity of DAC systems. A techno-economic analysis of a pilot-scale ETSA-DAC system projects an overall cost of about 160 $ tCO2−1, with convective energy losses to the ambient accounting for only 7% of the Joule heating input during desorption.

1104空気調和
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