Главная » Все новости » Ученые предложили вариант улавливания углекислого газа на борту транспортных средств дальнего следования

Ученые предложили вариант улавливания углекислого газа на борту транспортных средств дальнего следования

Когда люди говорят о том, как устранить выбросы углекислого газа (CO 2) в транспортных средствах, часто речь идет об электрификации автомобилей, грузовиков и автобусов. Тем не менее, грузовые и танкерные суда, на которые приходится 3% всех выбросов CO 2, редко становятся частью обсуждения.

Теперь исследовательская группа Северо-Западного университета предлагает практический способ сделать корабли нейтральными по отношению к CO 2 — или даже отрицательными по CO 2 — с помощью улавливающих CO 2 твердооксидных топливных элементов. После «сжигания» традиционных видов топлива на основе углерода топливный элемент производит концентрированный CO 2, который может храниться на борту корабля. Оттуда CO 2 может быть изолирован или переработан в возобновляемое углеводородное топливо.

Команда представляет свой анализ в статье «Жизнеспособность транспортных средств, использующих улавливание CO 2 на борту», опубликованной сегодня (18 августа) в журнале ACS Energy Letters. В этом документе команда рассматривает различные факторы, в том числе объемы хранения топлива и требования к массе для широкого диапазона классов транспортных средств — от легких пассажирских транспортных средств до танкеров — и сравнивает улавливание CO 2 на борту с аккумуляторным электрическим и водородным топливом. параметры ячейки.

«Людям может быть труднее рассматривать улавливание CO 2 на борту как экологически безопасное, поскольку на нем используется обычное углеродное топливо», — сказал Скотт А. Барнетт из Northwestern, старший автор исследования. «Люди склонны считать водородные топливные элементы и электрические транспортные средства являются более для климата. На самом деле, они часто нет. Электричество может поступать от сжигания угля и водорода часто получают природный газ, который генерирует много CO 2 в процессе».

Барнетт, специалист по твердооксидным топливным элементам, является профессором материаловедения и инженерии в Северо-западной инженерной школе Маккормика. Он был соавтором статьи с Трэвисом Шмауссом, доктором философии. кандидат в своей исследовательской группе.

Почему батареи не являются жизнеспособным решением

Суда, производящие около гигатонны CO 2 в год, могут потреблять до 250 тонн топлива в день. Заменить такое огромное количество топлива батареями может показаться заманчивым, но это просто не вариант.

«Некоторым танкерам требуется достаточно топлива, чтобы совершить кругосветное плавание в рамках своей регулярной многоходовой операции», — сказал Барнетт. «Мы подсчитали, что аккумуляторная батарея для дальнобойного танкера займет больше места, чем вместимость корабля. Водородный топливный бак также будет слишком большим. Когда дело доходит до дальнобойных транспортных средств, сочетание углеродного топлива с улавливанием CO 2 на борту — возможно, лучший способ сделать эти автомобили нейтральными к CO 2».

Предлагаемый метод также имеет потенциальные преимущества для автомобилей малой дальности. Однако аккумуляторные электрические и водородные топливные элементы уже внедряются для этих типов транспортных средств, поэтому исследователи вместо этого предлагают использовать расширитель диапазона, нейтральный по CO 2.

Решение для хранения

Для хранения CO 2 на борту команда Барнетта предложила запатентованный двухкамерный резервуар для хранения. В одной камере хранится топливо на основе углерода. После того, как топливо проходит через топливный элемент для выработки энергии, побочный продукт CO 2 сжимается и вводится во вторую камеру. Перегородка между камерами может перемещаться — сжимая топливную камеру по мере использования топлива, освобождая место для CO 2 в другой камере.

«Твердооксидный топливный элемент имеет решающее значение, потому что он сжигает топливо с чистым кислородом, давая концентрированный продукт CO 2, который можно хранить», — сказал Шмаус. «Если бы мы просто сожгли топливо с воздухом, оно было бы сильно разбавлено азотом, давая слишком много газа для хранения. Когда концентрированный CO 2 сжимается, его можно хранить в объеме, не намного превышающем необходимый для топлива. что экономит место «.

«Эта технология действительно не имеет серьезных препятствий для ее работы», — добавил Барнетт. «Вам просто нужно заменить топливный бак на двухкамерный и добавить компрессоры CO 2. И, конечно же, в конечном итоге должна быть развита инфраструктура, чтобы выгружать CO 2 и либо изолировать, либо использовать его».

Движение к чистому нулю

Исследователи говорят, что с помощью этого сценария можно сделать выбросы CO 2 в транспортных средствах дальнего действия отрицательными. Это возможно с биотопливом, таким как этанол, потому что установки, используемые для производства топлива, потребляли CO 2 из атмосферы. Затем, после того, как транспортное средство израсходовало топливо, уловленный CO 2 удаляется с корабля и улавливается под землей или используется для производства возобновляемого топлива. Если в автомобиле используется ископаемое топливо вместо биотоплива, то итоговый общий цикл приближается к нулевому значению.

Понравилась запись? Поделись с другом!!!