H. Kierzkowska-Pawlak, E. Kruszczak, J. Tyczkowski
Politechnika Łódzka, Wydział Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska, Łódź, PL

NOWE NIEOROGANICZNE NANOKATALIZATORY DO PRZYSPIESZENIA WYCHWYTYWANIA CO2


Rosnąca emisja CO2 z procesów spalania paliw kopalnych sprzyja rozwojowi różnych metod ich usuwania z gazów spalinowych. Mimo, że wychwytywanie CO2 metodą absorpcji w wodnych roztworach amin jest najbardziej dostępną technologią, jej istotną wadą jest wysokie zużycie energii i wymagany duży rozmiar kolumn absorpcyjnych. Ponieważ przyspieszenie szybkości reakcji CO2 z wodą może wpłynąć na zwiększenie ogólnej szybkości wnikania masy CO2 w wodnych roztworach amin, co w rezultacie spowoduje zmniejszenie wymiarów absorbera, podejmowane są próby opracowania skutecznych katalizatorów dla tej reakcji, opartych głównie na promotorach enzymatycznych, takich jak anhydraza węglanowa. W niniejszej pracy, w celu przyspieszenia hydratacji CO2 czyli przekształcenia CO2 w jony wodorowęglanowe w reakcji rozpuszczonego CO2 z wodą, zaproponowano zastosowanie cienkich warstw nanokatalizatora opartego na tlenkach kobaltu (CoOx) wytworzonego metodą depozycji plazmowej na metalowym nośniku strukturalnym. Warto dodać, że użycie plecionej siatki jako nośnika katalizatora stwarza możliwość łatwego połączenia z ustrukturyzowanym wypełnieniem kolumny absorpcyjnej. Aktywność nanokatalizatora CoOx w reakcji hydratacji CO2 badano w temperaturze 303 K przez pomiar zmiany pH roztworu podczas rozpuszczania CO2 w wodzie. Obserwowana szybkość spadku wartości pH była znacznie wyższa w obecności katalizatora CoOx niż w przypadku jego braku, przy zachowaniu tych samych warunków hydrodynamicznych w obu przypadkach. Wyniki badań doświadczalnych wykazały, że zaproponowany nanokatalizator przyspiesza reakcję hydratacji CO2. Otrzymane rezultaty mogą znaleźć dalsze zastosowanie w zwiększeniu szybkości absorpcji CO2 w wodnych roztworach amin.

Słowa kluczowe: wychwytywanie CO2, hydratacja CO2, nanokatalizator CoOx, aktywność katalizatora