يعد فصل ثاني أكسيد الكربون (CO2) عن الهواء عملية أساسية لمختلف الصناعات والتطبيقات البيئية. على الرغم من أن ثاني أكسيد الكربون هو غاز طبيعي في الغلاف الجوي ، فقد زاد تركيزه بشكل كبير بسبب الأنشطة البشرية ، مما أدى إلى تغير المناخ.
الطرق المستخدمة لفصل ثاني أكسيد الكربون عن الهواء
- الامتصاص: يتضمن الامتصاص استخدام مذيب لالتقاط ثاني أكسيد الكربون من خليط غازي. عادةً ما يتم استخدام المذيبات مثل الأمينات أو الأمونيا في التطبيقات واسعة النطاق. يتم تمرير خليط الغاز عبر عمود حيث يمتص المذيب ثاني أكسيد الكربون ، تاركًا الغازات الأخرى ليتم إطلاقها. يمكن بعد ذلك معالجة ثاني أكسيد الكربون الملتقط أو تخزينه.
- الامتزاز: الامتزاز هو عملية ربط جزيئات ثاني أكسيد الكربون بمادة صلبة تسمى الممتزات. تشتمل المواد الماصة المستخدمة بشكل شائع على الكربون المنشط والزيوليت. يتم تمرير خليط الغازات عبر طبقة من مادة الامتصاص ، وتلتصق جزيئات ثاني أكسيد الكربون بالسطح ، بينما تمر الغازات الأخرى من خلاله. يمكن امتصاص ثاني أكسيد الكربون الممتص عن طريق تغيير الظروف ، مما يسمح بفصله.
- فصل الغشاء: يستخدم فصل الغشاء أغشية منفذة تسمح بمرور غازات معينة بشكل انتقائي. في حالة فصل ثاني أكسيد الكربون ، يتم استخدام أغشية ذات نفاذية محددة لثاني أكسيد الكربون. عندما يتدفق خليط الغاز عبر الغشاء، تنتشر جزيئات ثاني أكسيد الكربون بسهولة أكبر ، مما يسمح بفصلها عن الغازات الأخرى.
- الفصل المبرد: تستغل هذه الطريقة الاختلافات في نقاط غليان الغازات المختلفة عند درجات حرارة منخفضة للغاية. يتم تبريد الهواء وضغطه ، مما يؤدي إلى تكثيفه في سائل. مع انخفاض درجة الحرارة بشكل أكبر ، تتجمد جزيئات ثاني أكسيد الكربون ، تاركة وراءها الغازات الأخرى. يمكن بعد ذلك جمع ثاني أكسيد الكربون المنفصل وتخزينه.
- التفاعلات الكيميائية: يمكن لبعض التفاعلات الكيميائية أن تتفاعل بشكل انتقائي مع ثاني أكسيد الكربون لتكوين مركبات مختلفة ، مما يسهل فصلها. على سبيل المثال ، يمكن أن يتفاعل ثاني أكسيد الكربون مع بعض الأمينات لتكوين مركبات كربونات ثابتة. من خلال معالجة ظروف التفاعل ، يصبح من الممكن فصل ثاني أكسيد الكربون عن الهواء.
يمكن استخدام هذه الطرق منفردة أو مجتمعة لفصل ثاني أكسيد الكربون عن الهواء ، اعتمادًا على المتطلبات المحددة وحجم التطبيق. مع تزايد القلق بشأن تغير المناخ أصبح تطوير تقنيات احتجاز الكربون وتخزينه ذات الكفاءة والجدوى الاقتصادية أمرًا مهمًا بشكل متزايد للتخفيف من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون وتقليل التأثير على البيئة.
