Peneliti teknik kimia telah mengidentifikasi mekanisme baru untuk mengubah gas alam menjadi energi hingga 70 kali lebih cepat, sementara secara efektif menangkap karbon dioksida gas rumah kaca (CO2).
"Ini bisa membuat pembangkit listrik dari gas alam menjadi lebih bersih dan lebih efisien," kata Fanxing Li, rekan penulis makalah penelitian dan asisten profesor teknik kimia dan biomolekul di North Carolina State University.
Yang menjadi masalah adalah proses yang disebut perulangan kimia, di mana bahan padat yang sarat oksigen - disebut "pembawa oksigen" - dikontakkan dengan gas alam. Atom-atom oksigen dalam pembawa oksigen berinteraksi dengan gas alam, menyebabkan pembakaran yang menghasilkan energi.
Kredibilitas gambar: NC State
Pembawa oksigen canggih dibuat dari komposit bahan keramik lembam dan oksida logam. Tetapi tim Li telah mengembangkan jenis baru pembawa oksigen yang mencakup "konduktor ion-elektronik campuran," yang secara efektif memasukkan atom oksigen ke dalam gas alam dengan sangat efisien - membuat proses pembakaran pengulangan kimia sebanyak 70 kali lebih cepat. Bahan konduktor campuran ini disimpan dalam matriks skala nano dengan oksida besi - atau dikenal sebagai karat. Karat berfungsi sebagai sumber oksigen bagi konduktor campuran untuk berpindah ke gas alam.
Selain energi, proses pembakaran menghasilkan uap air dan CO2. Dengan mengkondensasi uap air, para peneliti dapat membuat aliran CO2 terkonsentrasi untuk ditangkap untuk penyerapan.
Karena pembawa oksigen baru membakar gas alam jauh lebih cepat dari teknologi perulangan kimia sebelumnya, itu membuat reaktor perulangan kimia yang lebih kecil lebih layak secara ekonomis - karena mereka akan memungkinkan pengguna untuk membuat jumlah energi yang sama dengan sistem yang lebih kecil.
“Memperbaiki proses ini semoga membuat kita lebih dekat ke aplikasi komersial yang menggunakan perulangan kimia, yang akan membantu kita membatasi emisi gas rumah kaca,” kata Li.
Makalah, "Iron Oxide dengan O2 yang Difasilitasi - Transportasi untuk Oksidasi Bahan Bakar yang Mudah dan Capture CO2 dalam Skema Perulangan Kimia," dipilih sebagai bagian dari cerita halaman sampul dalam edisi Maret ACS Sustainable Chemistry & Engineering.
Melalui NC State