Захоплення CO2 від важких вантажних автомобілів; вихлопних газів

Вловлювання забруднюючих речовин у штабелі вже застосовується для багатьох заводів. Але для вантажних автомобілів та CO2 це було б першим. Пояснення.

захоплення

Уловлювачі забруднюючих речовин, машини чи вантажівки вже є. Незалежно від того, чи це каталізатори селективного відновлення (SCR), що утримують NOx (оксиди азоту) з сечовиною або фільтри для твердих частинок, вони зазвичай зустрічаються зараз. Але щодо СО2 до цього часу нічого не було.

За винятком того, що дослідники з EPFL (Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne) розробили пастку CO2, здатну уловлювати парниковий газ із вихлопних газів. Принцип полягає в тому, щоб перетворити його в рідину і зберігати перед спорожненням. Цей рідкий СО2 можна навіть перетворити на ... паливо.

Складний процес когенерації

Звичайно, цей процес споживає енергію. Щоб запобігти надмірній енергії для можливого початку виробництва, EPFL задумав когенерацію. Тут EPFL використовує відпрацьоване тепло від теплового двигуна вантажівки та вихлопних газів, щоб забезпечити систему якомога більше енергії та, таким чином, зробити її енергоефективною.

Існує кілька рішень для поглинання СО2 у “джерела”. Рослини часто використовують «обробку амінових газів» (або поглинання амінів). Але цей процес занадто важкий для реалізації для вантажівки (були прототипи кораблів). Існує також кріогенне розділення або розділення через мембрани.

Тут проект передбачає використання термодинамічного органічного циклу Ренкіна, а також процес, який називається "адсорбція коливання температури" (TSA). Цикл Ранкіна знижує температуру вихлопних газів, що надто гарячі для TSA. Натомість механічна енергія відновлюється і подається назад в систему.

Під час TSA вихлопні гази повинні проходити при "низькій" температурі через набір матеріалів, легованих аміном, розроблених групами Energypolis в EPFL. Це затримає CO2 і дозволить іншим газам та водяній парі (охолоджені гази насичуються ним) пройти до вихлопних газів. Після того, як «пласт» матеріалів насичується СО2, його нагрівають до виділення СО2, який потім стискається турбокомпресорами, також розробленими власноруч лабораторією Юрга Шиффмана, а потім зберігається. Турбокомпресори частково рухаються механічною енергією, що генерується циклом Ренкіна.

Після дослідження прототип

Організатор EPFL повинен розмістити все в невеликому обсязі 2 х 0,9 х 1,2 м. За словами дослідників, усе можна поставити над кабіною вантажівки в алькові. Використання всієї енергії, втраченої в тепловій машині, обмежує споживання системи. І на масовій стороні це представляло б 7% корисного навантаження вантажівки.

В кінці дня на кілограм спаленого палива отримується близько 3 кг СО2. Опинившись на паливному насосі, рідкий СО2 евакуюється, а потім може бути перетворений у паливо, наприклад, за допомогою відновлюваної енергії. Або досить просто перепродати (він широко використовується в промисловості). Врешті-решт, система дозволила би пройти лише 10% СО2, що виділяється звичайною вантажівкою.

Остання перевага - система сумісна з існуючими важкими вантажними автомобілями! Теоретично, отже, ми могли б обладнати вантажівки, які вже перебувають у дорозі, новинками, а також автобусами та автобусами, а також човнами. З іншого боку, для наших автомобілів система все ще занадто громіздка і занадто важка, щоб її можна було розглядати.

EPFL не має ілюзій. Дослідження - це лише перший крок, і це може зайняти кілька років, щоб розпочати виробництво. Перш за все, це буде залежати від готовності держав та виробників вантажівок інтегрувати такі системи. Наразі EPFL перейде від теорії до практики, створивши прототип.

Для тих, хто цікавиться усіма деталями дослідження Шивома Шарми та Франсуа Марешала, воно опубліковане на Frontiers in Energy Research.