Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » التقاط الهواء المباشر (DAC)

التقاط الهواء المباشر (DAC)

2010
منشأة لالتقاط ثاني أكسيد الكربون من الهواء مباشرة باستخدام العمليات الكيميائية لإزالة ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي.

(صورة توضيحية فقط)

تقنية مصممة لإزالة ثاني أكسيد الكربون مباشرةً من الغلاف الجوي المحيط، حيث يكون تركيزه منخفضًا جدًا (حوالي 420 جزءًا في المليون). يعتمد النهجان الرئيسيان إما على أنظمة المذيبات السائلة، حيث يمر الهواء عبر محاليل كيميائية (مثل هيدروكسيد البوتاسيوم)، أو أنظمة المواد الماصة الصلبة، حيث يمر الهواء فوق أسطح تشبه المرشحات وترتبط كيميائيًا بثاني أكسيد الكربون. ثم يُطلق ثاني أكسيد الكربون الملتقط للتخزين أو الاستخدام.

التقاط مباشر من الهواء (DACتُعدّ هذه التقنية من تقنيات خفض الانبعاثات السلبية لأنها تزيل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون المتراكمة من الهواء، على عكس تقنية احتجاز ثاني أكسيد الكربون من المصادر المحددة التي تمنع فقط الانبعاثات الجديدة. ويكمن التحدي التقني الرئيسي في انخفاض تركيز ثاني أكسيد الكربون في الهواء، الأمر الذي يتطلب تحريك كميات هائلة من الهواء واستخدام مواد كيميائية ماصة عالية الكفاءة، مما يجعل العملية كثيفة الاستهلاك للطاقة ومكلفة.

في أنظمة المذيبات السائلة، تدفع مراوح كبيرة الهواء عبر موصل هواء يحتوي على محلول كيميائي قوي، عادةً ما يكون محلول هيدروكسيد مائي. يتفاعل ثاني أكسيد الكربون لتكوين ملح كربونات. يُسخّن هذا المحلول الملحي بعد ذلك في مفاعل منفصل، حيث يُطلق ثاني أكسيد الكربون في تيار نقي، ويُعيد توليد محلول الهيدروكسيد الأصلي لإعادة استخدامه. هذه العملية مستمرة، ولكنها تتطلب حرارة عالية (تصل إلى 900 درجة مئوية).

في أنظمة المواد الماصة الصلبة، يُنفث الهواء فوق مواد صلبة (ماصات) تحتوي على أمينات أو مواد كيميائية أخرى مرتبطة بسطحها. تمتص هذه المواد جزيئات ثاني أكسيد الكربون بشكل انتقائي. بمجرد تشبع المادة الماصة، تُنقل إلى حجرة مُدفأة منخفضة الضغط حيث يُطلق ثاني أكسيد الكربون. تتطلب هذه العملية عادةً درجات حرارة أقل (80-120 درجة مئوية) من الأنظمة السائلة، مما يسمح باستخدام الحرارة المُهدرة أو الطاقة الحرارية الأرضية. بعد التقاط ثاني أكسيد الكربون وتنقيته، يجب عزله بشكل دائم تحت الأرض أو استخدامه في منتجات مثل الوقود الصناعي أو مواد البناء لتحقيق منفعة مناخية.

UNESCO Nomenclature: 3305
الهندسة الكيميائية والتكنولوجيا

يكتب

Industrial Process

خلل

Incremental

الاستخدام

Emerging Technology

مقدمات

  • تقنية تنقية الهواء المستخدمة في الغواصات والمركبات الفضائية لدعم الحياة
  • industrial gas تقنيات الفصل والتنقية (مثل pressure swing adsorption)
  • التطورات في الهندسة الكيميائية وعلوم المواد لتطوير المواد الماصة
  • فهم كيمياء الأحماض والقواعد
  • نظريات حول تغير المناخ والحاجة إلى الانبعاثات السلبية

التطبيقات

  • providing CO2 for synthetic fuels (e.g., combining with green hydrogen)
  • توفير ثاني أكسيد الكربون للبيوت البلاستيكية لتعزيز نمو النباتات
  • المشروبات الغازية
  • الاستخدام في احتجاز الكربونمشاريع احتجاز الكربون واستخدامه وتخزينه (CCUS)
  • محطات DAC التجارية التي تديرها شركات مثل climeworks (سويسرا) وcarbon engineering (كندا)

براءات الاختراع:

  • US7892348B2
  • US8128749B2
  • WO2010051693A1

أفكار ابتكارية محتملة

  • تطوير أنظمة DAC السلبية التي تستخدم طاقة الرياح بدلاً من المراوح الكهربائية لتحريك الهواء
  • إنشاء مواد ماصة لتأرجح الرطوبة تطلق ثاني أكسيد الكربون عند تعرضها للماء بدلاً من الحرارة
  • دمج وحدات DAC مباشرة مع محطات الطاقة الحرارية الأرضية لاستخدام الحرارة والطاقة المهدرة
  • تصميم وحدات DAC معيارية بحجم المنزل تساهم في شبكة موزعة
  • استخدام الأطر المعدنية العضوية (MOFs) كمواد ماصة انتقائية للغاية ومنخفضة الطاقة
  • تشغيل DAC باستخدام مصادر الطاقة المتجددة المخصصة خارج الشبكة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح
  • الهندسة الوراثية للبكتيريا الزرقاء لالتقاط ثاني أكسيد الكربون على واجهات المباني
  • تطوير أنظمة DAC الكهروكيميائية التي تستخدم الكهرباء مباشرة لفصل ثاني أكسيد الكربون
  • دمج DAC في أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء في المباني الكبيرة
  • creating a حلقة مغلقة system where captured CO2 is used to grow algae for biofuel production
متعلق بـ: مباشر التقاط جوي، DAC، إزالة الكربون، تقنية الانبعاثات السلبية، المواد الماصة الصلبة، المذيبات السائلة، أعمال المناخ، هندسة الكربون، تنقية الهواء، CCUS.

السياق التاريخي

التقاط الهواء المباشر (DAC)

2000
2000
2002
2010
2013
2000
2000
2000
2003
2010
2013-09-24

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

أحدث الإضافات

أهم المنشورات والمقالات

أفضل الأدوات الأصلية

السنة العاشرة عيد

الصور والتنزيلات بالحجم الكامل متاحة فقط، ومجانية تمامًا، للأعضاء المسجلين.