新型固態(tài)胺吸附劑策略為碳捕集提供經(jīng)濟(jì)方案

近日，南方科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院教授張作泰團(tuán)隊(duì)提出了一種新型固態(tài)胺吸附劑合成策略，研究人員利用燃煤電廠粉煤灰制備碳捕集材料，顯著降低碳捕獲成本和碳足跡，為燃煤電廠CO2捕集提供了經(jīng)濟(jì)可行的解決方案。相關(guān)研究成果發(fā)表于 《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》。

 

隨著人類活動(dòng)導(dǎo)致CO2濃度上升，碳捕獲與封存技術(shù)已成為減少CO2排放的重要手段。固態(tài)胺吸附劑因其高選擇性、優(yōu)異的吸附容量和低再生能耗，成為下一代碳捕獲與封存技術(shù)的關(guān)鍵材料。然而，高生產(chǎn)成本和有限的循環(huán)穩(wěn)定性限制了其在實(shí)際應(yīng)用中的推廣。

 

為解決這些問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)利用燃煤電廠粉煤灰作為原料合成以擬薄水鋁石（AlOOH）為載體的固態(tài)胺吸附劑——PEI@AlOOH吸附劑。該吸附劑不僅在煙氣碳捕集過(guò)程中表現(xiàn)出卓越的捕集性能，同時(shí)還具備較低的碳足跡和捕集成本。

 

研究結(jié)果表明，該吸附劑在模擬燃煤煙氣條件下展現(xiàn)出178毫克/克的CO2吸附容量，并在150℃的CO2再生氣氛中循環(huán)30次后，性能衰減僅為4.11%。

 

通過(guò)全生命周期評(píng)價(jià)和經(jīng)濟(jì)成本分析，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，該吸附劑的碳足跡明顯低于傳統(tǒng)硅基固態(tài)胺和樹脂基固態(tài)胺吸附劑，每噸CO2捕集的碳排放量?jī)H為190kg。此外，得益于低廉的載體材料成本、優(yōu)異的吸附性能和循環(huán)穩(wěn)定性，PEI@AlOOH吸附劑的碳捕集成本也顯著低于其他兩類吸附劑，凸顯了其廣泛的應(yīng)用潛力。

 

該研究為解決燃煤電廠CO2排放問(wèn)題提供了創(chuàng)新的思路和技術(shù)支撐，具有廣泛的應(yīng)用前景，對(duì)推動(dòng)碳捕集技術(shù)的商業(yè)化具有重要意義。