ما هي المواد الماصة لثاني أكسيد الكربون؟
المواد الماصة لثاني أكسيد الكربون (CO2) هي مواد لها القدرة على التقاط وإزالة ثاني أكسيد الكربون بشكل انتقائي من تيارات الغاز أو الغلاف الجوي. تُستخدم هذه المواد في تطبيقات مختلفة ، بما في ذلك احتجاز الكربون وتخزينه (CCS) ، وإزالة ثاني أكسيد الكربون (CDR) ، وعمليات فصل الغازات.
مواد ماصة لثاني أكسيد الكربون
الزيوليت
الزيوليت عبارة عن مواد بلورية مسامية ذات مساحة سطح عالية وترتيب منتظم للقنوات والتجاويف. يمكن لأنواع معينة من الزيوليت ، مثل 13X و 5 A ، بشكل انتقائي امتصاص ثاني أكسيد الكربون بسبب تقاربها مع الجزيئات القطبية.
كربون مفعل
الكربون المنشط ، المعروف أيضًا باسم الفحم المنشط ، هو مادة مسامية للغاية ذات مساحة سطح داخلية كبيرة. يمكنه امتصاص ثاني أكسيد الكربون من خلال الامتصاص الفيزيائي ، ويرجع ذلك أساسًا إلى تفاعلاته السطحية وقوى فان دير فال.
المواد الماصة القائمة على الأمين
تستخدم المواد الماصة القائمة على الأمين ، بما في ذلك أحادي إيثانول أمين (MEA) ، ثنائي إيثانول أمين (DEA) ومشتقاتها ، بشكل شائع في عمليات احتجاز الكربون الصناعي. تتفاعل هذه المواد كيميائيًا مع ثاني أكسيد الكربون لتكوين مركبات مستقرة ، والتي يمكن إعادة توليدها لاحقًا لإطلاق ثاني أكسيد الكربون.
الأطر المعدنية العضوية (MOFs)
الأطر العضوية المعدنية هي فئة من المواد المسامية تتكون من أيونات معدنية أو عناقيد منسقة مع روابط عضوية. أظهرت بعض الأطر العضوية المعدنية خصائص واعدة لامتصاص ثاني أكسيد الكربون نظرًا لارتفاع مساحات سطحها ، وأحجام مسامها القابلة للضبط ، وتقاربها القوي لامتصاص ثاني أكسيد الكربون.
البوليمرات المسامية
البوليمرات المسامية هي مواد عضوية ذات هيكل شبكي ثلاثي الأبعاد ومسامية عالية. يمكن تصميمها بوظائف كيميائية محددة لامتصاص ثاني أكسيد الكربون بشكل انتقائي.
هلام السيليكا
هلام السيليكا عبارة عن مواد غير متبلورة تتكون من ثاني أكسيد السيليكون (SiO2). يمكن تشغيلها مع مجموعات أمين لتعزيز قدرتها على امتصاص ثاني أكسيد الكربون.
السوائل الأيونية
السوائل الأيونية هي أملاح توجد في حالة سائلة عند درجة حرارة الغرفة أو بالقرب منها. أظهرت بعض السوائل الأيونية قدرات امتصاص ثاني أكسيد الكربون بسبب تراكيبها الجزيئية الفريدة وطبيعتها القطبية.
المناخل الجزيئية الكربونية
المناخل الجزيئية الكربونية (CMS) عبارة عن مواد كربونية ذات توزيع ضيق بحجم المسام. يمكنهم امتصاص ثاني أكسيد الكربون بشكل انتقائي بناءً على استبعاد الحجم وتأثيرات الغربلة الجزيئية.
هذه مجرد أمثلة قليلة على العديد من المواد الماصة لثاني أكسيد الكربون المتاحة. كل مادة لها مزاياها وقيودها ومدى ملاءمتها للتطبيقات المختلفة. يعتمد اختيار مادة ماصة مناسبة لثاني أكسيد الكربون على عوامل مثل قدرة الامتصاص والانتقائية وإمكانية التجديد والاستقرار والفعالية من حيث التكلفة لعملية أو نظام معين.
