211service.com
Jauna cementa ražošanas metode var samazināt oglekļa emisijas
Pētnieki no Džordža Vašingtonas universitātes ir saskrūvējuši nejauku izdomājumu, kas, viņuprāt, efektīvi izmanto saules gaismas enerģiju, lai darbinātu jaunu ķīmisku procesu, lai iegūtu kaļķi, kas ir galvenā cementa sastāvdaļa, neizdalot oglekļa dioksīdu. Ierīce iedarbina apmēram pusi no saules gaismas enerģijas (salīdzinājumam saules paneļi pārvērš tikai 15 procentus no saules gaismas enerģijas elektrībā).
Cementa ražošana vien rada 5 līdz 6 procentus no kopējām cilvēka radītajām siltumnīcefekta gāzēm, un lielākā daļa no tiem rodas kaļķu ražošanā. Dažas siltumnīcefekta gāzu emisijas, ko rada tradicionālā cementa ražošana, rodas, izmantojot fosilo kurināmo, lai uzsildītu kaļķakmeni līdz augstām temperatūrām — aptuveni 1500 ⁰C. Fosilā kurināmā aizstāšana ar atjaunojamo enerģiju ir vienkārša, taču ne vienmēr ekonomiska. Jaunais darbs ir vērsts uz grūtāku problēmu. Apmēram 60 procenti no oglekļa dioksīda emisijām, kas rodas cementa ražošanā, ir raksturīgi šim procesam. Kaļķi iegūst, karsējot kaļķakmeni, tas ir, kalcija karbonātu, līdz tas atbrīvo oglekļa dioksīdu.
Jaunais process maina ķīmiju. Tā vietā, lai izdalītu oglekļa dioksīdu, tas pārvērš gāzi, izmantojot siltuma un elektrolīzes kombināciju, lai iegūtu skābekli un oglekļa vai oglekļa monoksīdu atkarībā no izmantotās temperatūras. Gan oglekļa, gan oglekļa monoksīds ir noderīgi produkti, kas citādi varētu būt ražoti, izmantojot fosilo kurināmo.
Lai elektrolīzi padarītu praktisku, pētnieki sajauca cieto kalcija karbonātu ar šķidru litija karbonātu, kas ir izkusis procesam optimālā temperatūrā — aptuveni 900 ⁰C. Šķidrā forma veicina elektrolīzi. Paaugstināta temperatūra samazina elektrolīzei nepieciešamo elektrības daudzumu un izraisa kaļķa nogulsnēšanos no maisījuma, padarot to viegli savākšanu. (Zemākā temperatūrā kaļķis ir labāk šķīstošs, tāpēc tas neizgulsnējas.)
Lai demonstrētu procesu, pētnieki izveidoja ierīci, kurā ir iekļautas trīs Fresnel lēcas saules gaismas koncentrēšanai. Divi no tiem uzsilda litija karbonāta un kaļķakmens maisījumu. Tie ir lielākie objektīvi. To relatīvais lielums atspoguļo faktu, ka lielākā daļa procesam nepieciešamās enerģijas tiek novirzīta maisījuma uzsildīšanai. Trešais, mazākais objektīvs fokusē gaismu uz augstas efektivitātes saules bateriju, kas nodrošina salīdzinoši nelielu elektroenerģijas daudzumu, kas nepieciešams karstā karbonāta maisījuma elektrolizēšanai.
Ierīce ir tikai koncepcijas pierādījums, tā nav gatava komercializācijai. Tas ir mazs un darbojas tikai saulainā laikā, un periodiska darbība nav ideāli piemērota rūpnieciskam procesam. Pētnieki ierosina izmantot izkausētu sāli, lai uzglabātu siltumu, sistēmu, ko izmanto dažās saules termoelektrostacijās. Tas ļautu procesam darboties dienu un nakti. Elektroenerģiju var iegūt, izmantojot siltumu, lai radītu tvaiku, lai grieztu turbīnu, piemēram, saules termoelektrostacijā, vai no jebkura cita elektroenerģijas avota.
Stjuarta gaisma Džordža Vašingtona universitātes ķīmijas profesors, kurš vadīja darbu, lēš, ka process, ja to var palielināt, varētu būt lētāks nekā parastā kaļķu ražošana. Viņš saka, ka tas ir efektīvāks par saules paneļiem, jo tajā tiek izmantotas tādas saules spektra daļas, kuras saules baterijas nevar efektīvi pārvērst elektrībā.
Process joprojām prasa daudz enerģijas, saka C12 Enerģija CEO Kurt House, kurš ir izstrādājis betona ražošanas procesus ar zemu oglekļa saturu. Viņš saka, ka tas ir atkarīgs no tā, kā vēlaties izmantot saules enerģiju. Ja efektivitāte ir tik laba, kā saka, tad piekrītu, tas ir ļoti, ļoti interesanti. Bet es esmu skeptisks.