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直接空気捕集(DAC)

2010
大気中から二酸化炭素を除去するために化学プロセスを利用する直接空気回収施設。

(画像はイメージです)

二酸化炭素除去技術は、大気中の濃度が非常に低い(約420ppm)環境から直接二酸化炭素を除去することを目的としています。主な手法としては、液体溶媒システム(空気を化学溶液(例えば水酸化カリウム)に通す方式)と固体吸着剤システム(空気をフィルター状の表面を通過させ、そこで二酸化炭素と化学的に結合する方式)の2種類があります。捕捉された二酸化炭素は、貯蔵または利用のために放出されます。

直接空気回収 (DAC二酸化炭素回収は、新規排出を防ぐだけの点源回収とは異なり、過去の二酸化炭素排出量を大気中から除去するため、負の排出技術と言えます。主な技術的課題は、大気中の二酸化炭素濃度が低いことです。そのため、大量の空気を移動させ、非常に効率的な化学吸収剤を使用する必要があり、エネルギー消費量が多く、コストも高くなります。

液体溶媒システムでは、大型ファンが空気を空気接触器に送り込み、そこに濃度の高い化学溶液(通常は水酸化物水溶液)が充填されます。二酸化炭素は反応して炭酸塩を生成します。この塩溶液は別の反応器で加熱され、二酸化炭素が純粋な流れとして放出されるとともに、元の水酸化物溶液が再生されて再利用されます。このプロセスは連続的ですが、900℃までの高温加熱が必要です。

固体吸着システムでは、表面にアミン類などの化学物質が結合した固体材料(吸着剤)に空気を吹き付けます。これらの化学物質はCO2分子を選択的に吸着します。吸着剤が飽和状態になると、低圧の加熱チャンバーに移送され、そこでCO2が放出されます。このプロセスは通常、液体システムよりも低い温度(80~120℃)で済むた​​め、廃熱や地熱エネルギーを利用できます。回収・精製されたCO2は、気候変動対策として、永久的に地下に貯留するか、合成燃料や建築材料などの製品に利用する必要があります。

UNESCO Nomenclature: 3305
化学工学および技術

タイプ

工業プロセス

混乱

増分

使用法

新興技術

前駆物質

  • 潜水艦や宇宙船の生命維持装置に使用される空気浄化技術
  • industrial gas 分離および精製技術(例: 圧力スイング吸着)
  • 吸着剤開発のための化学工学および材料科学の進歩
  • 酸塩基化学の理解
  • 気候変動に関する理論と負の排出量の必要性

アプリケーション

  • providing CO2 for synthetic fuels (e.g., combining with green hydrogen)
  • 植物の成長を促進するために温室にCO2を供給する
  • 炭酸飲料
  • 使用 二酸化炭素回収CCUS(二酸化炭素回収・利用・貯蔵)プロジェクト
  • クライムワークス(スイス)やカーボンエンジニアリング(カナダ)などの企業が運営する商業用DACプラント

特許:

  • US7892348B2
  • US8128749B2
  • WO2010051693A1

潜在的なイノベーションのアイデア

  • developing passive DAC systems that use wind energy instead of electric fans to move air
  • creating moisture-swing sorbents that release CO2 when exposed to water instead of heat
  • integrating DAC units directly with geothermal power plants to use waste heat and power
  • designing modular, household-sized DAC units that contribute to a distributed network
  • using metal-organic frameworks (MOFs) as highly selective, low-energy sorbents
  • powering DAC with dedicated, off-grid renewable energy sources like solar and wind
  • genetically engineering cyanobacteria to capture CO2 on building facades
  • developing electrochemical DAC systems that use electricity directly to separate CO2
  • integrating DAC into HVAC systems of large buildings
  • creating a 閉ループ system where captured CO2 is used to grow algae for biofuel production
関連: 直接 空気捕集DAC、炭素除去、負の排出技術、固体吸着剤、液体溶剤、クライムワークス、炭素工学、空気洗浄、CCUS。

歴史的背景

直接空気捕集(DAC)

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

(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

10年目 周年

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