Baterai Penyerap Karbon Dioksida dari Udara

Teknologi penetralisir karbon dioksida bisa menjadi alat penting dalam upaya melawan perubahan iklim. Sistem baru ini dapat bekerja pada gas di hampir semua tingkat kondisi udara.

Sebagian besar metode menghilangkan karbon dioksida dari aliran gas memerlukan konsentrasi yang lebih tinggi. Hal ini seperti yang ditemukan pada emisi cerobong asap dari pembangkit listrik berbahan bakar fosil.

Menurut para peneliti, ada beberapa variasi yang dikembangkan untuk mengganti teknik lama. Teknologi baru dapat bekerja dengan konsentrasi rendah. Metode baru ini secara signifikan lebih hemat energi.

Teknik ini, dijelaskan dalam makalah baru di jurnal Energy and Environmental Science, oleh para Sahag Voskian. Ia mengembangkan karya ini selama studi PhD-nya. Ilmuwan lain yang terlibat adalah T. Alan Hatton.

Perangkat ini pada dasarnya adalah baterai besar. Alat ini khusus yang menyerap karbon dioksida dari udara (atau aliran gas lainnya) melewati elektroda saat sedang diisi ulang, dan kemudian melepaskan gas saat sedang habis.

Dalam pengoperasianya, perangkat hanya akan bergantian antara pengisian dan pemakaian, dengan udara segar atau gas umpan. Setelah itu, ditiupkan melalui sistem selama siklus pengisian, dan kemudian karbon dioksida murni terkonsentrasi ditiup selama pemakaian.

Saat baterai diisi, reaksi elektrokimia berlangsung di permukaan setiap tumpukan elektroda yang dilapisi dengan senyawa yang disebut polyanthraquinone. Komposisinya adalah karbon nanotube.

Elektroda memiliki afinitas alami untuk karbon dioksida dan siap bereaksi dengan molekulnya di aliran udara atau gas, bahkan ketika itu hadir pada konsentrasi yang sangat rendah. Reaksi balik terjadi ketika baterai habis - di mana perangkat dapat memberikan sebagian daya yang dibutuhkan untuk seluruh sistem - dan dalam proses mengeluarkan aliran karbon dioksida murni.

Seluruh sistem beroperasi pada suhu kamar dan tekanan udara normal. "Keuntungan terbesar dari teknologi ini dibanding kebanyakan penangkapan karbon atau teknologi penyerap karbon lainnya adalah sifat biner dari afinitas adsorben terhadap karbon dioksida," jelas Voskian.

Dengan kata lain, bahan elektroda, pada dasarnya memiliki afinitas tinggi atau tidak memiliki afinitas apa puun dan tergantung pada status pengisian atau pengosongan baterai. Reaksi lain yang digunakan untuk penangkapan karbon membutuhkan langkah-langkah pemrosesan kimiawi atau input energi signifikan seperti panas, atau perbedaan tekanan.

"Afinitas biner ini memungkinkan penangkapan karbon dioksida dari konsentrasi apa pun. Itu termasuk 400 bagian per juta, dan memungkinkan pelepasannya ke aliran pembawa apa pun, termasuk 100 persen CO2," kata Voskian.

Dijelaskan, setiap gas mengalir melalui tumpukan sel-sel elektrokimia. Selama langkah pelepasan, karbon dioksida yang ditangkap akan dibawa bersama dengannya. Misalnya, jika produk akhir yang diinginkan adalah karbon dioksida murni untuk digunakan dalam karbonasi minuman, maka aliran gas murni dapat ditiupkan melalui pelat. Gas yang ditangkap kemudian dilepaskan dari lempeng dan bergabung dengan aliran.

Di beberapa pabrik pengemasan minuman ringan, bahan bakar fosil dibakar untuk menghasilkan karbon dioksida yang dibutuhkan untuk membuat minuman mereka mendesis. Demikian pula, beberapa petani membakar gas alam untuk menghasilkan karbon dioksida untuk memberi makan tanaman mereka di rumah kaca.

Sistem baru ini dapat menghilangkan kebutuhan akan bahan bakar fosil. Dan dalam prosesnya sebenarnya mengeluarkan gas rumah kaca dari udara, kata Voskian. Atau aliran karbon dioksida murni dapat dikompresi dan disuntikkan di bawah tanah untuk pembuangan jangka panjang, atau bahkan dibuat menjadi bahan bakar melalui serangkaian proses kimia dan elektrokimia.

Proses yang digunakan sistem ini untuk menangkap dan melepaskan karbon dioksida "adalah revolusioner" Voskian. Dia menambahkan, semua proses yang ada pada kondisi kamar, tidak perlu input panas, tekanan, atau bahan kimia. Hanya lembaran yang sangat tipis ini saja, dengan kedua permukaan aktif, yang dapat ditumpuk dalam sebuah kotak dan terhubung ke sumber listrik.

sementara Elektroda itu sendiri dapat diproduksi dengan metode pemrosesan kimia standar. Jika hari ini hal ini dilakukan dalam pengaturan laboratorium, maka nantinya dapat disesuaikan sehingga pada akhirnya mereka dapat dibuat dalam jumlah besar melalui proses pembuatan roll-to-roll mirip dengan mesin cetak koran, kata Voskian. "Kami telah mengembangkan teknik yang sangat hemat biaya," Voskian,

Dibandingkan dengan teknologi penangkapan karbon lain yang ada, sistem ini cukup hemat energi, menggunakan sekitar satu gigajoule energi per ton karbon dioksida yang ditangkap, secara konsisten. Metode lain yang ada memiliki konsumsi energi yang bervariasi antara 1 hingga 10 gigajoule per ton.

Para peneliti telah mendirikan sebuah perusahaan bernama Verdox untuk mengkomersialkan proses tersebut. Peneliti berharap untuk mengembangkan sebuah pabrik dalam beberapa tahun mendatang, katanya. nik/berbagai sumber/E-6