Verdox打算了一个电动体系,使其更容易接收二氧化碳并将其挤压出来。这种截然有异的门径使咱们或许更有用地逮捕和开释二氧化碳,只需操纵电力,而不需求热量或水。这一更始为工业和气氛捕集供应了一个范式的变革,况且正在贸易实施方面获得了长足的发展。
4月22日,是寰宇地球日。这一天,正在炎热的碳捕集行业内,发作了一件大事。
当日,XPRIZE基金会揭晓了“碳去除竞赛”(Carbon removal competition)里程碑奖获奖名单。15支来自澳大利亚、加拿大、法国、冰岛、肯尼亚、荷兰、菲律宾、英国和美国的步队,均分1500万美金的里程碑奖,每个团队得到100万美元。这些步队分袂从气氛、土地、海洋和岩石四方面供应碳去除计划。
XPRIZE基金会自1995年创立,是美国加州一家以竞赛的体例饱吹手艺成长造福人类的非结余结构。
2021年的功夫,该基金会得到特斯拉创始人马斯克赞帮的1亿美金奖金,设置了XPRIZE碳消除竞赛。这个竞赛的倡导旨正在煽动碳消除更始者戮力于办理人类面对的最大威迫:应对天气变革和从头均衡地球的碳轮回。
马斯克当时展现:“咱们生气参赛团队或许构修可践诺的十亿吨级碳去除计划。鄙弃完全价值!光阴即是性命完美电竞!”
碳去除,是指通过科学计划从大气中接收二氧化碳,最终到达绿色减碳的主意。为了取得奖金,参赛团队需求展现现有的每年去除1000吨二氧化碳的手艺计划,同时要以100万吨的界限修模举办本钱估算,展示他日奈何完毕每年10亿吨二氧化碳去除的悠长对象。
此中,有一支团队组合步队异乎寻常。那即是“电除碳”公司Verdox和“碳矿化”公司Carbfix组合的Verdox & Carbfix团队,寄托“矿物质与流体接收二氧化碳”与“电除碳”手艺,Verdox & Carbfix正在里程碑奖中得到了两项里程碑奖。
此中冰岛的Carbfix公司,以二氧化碳矿化积聚手艺著名,此前《举世零碳》有过先容,感风趣的同伴可能点击《把二氧化碳造成石头,矿化碳封存是CCS的他日吗》阅读。
本日咱们首要先容一下Verdox公司。这家公司位于美国马萨诸塞州,本年2月,公司从投资者那里筹集了8000万美元,此中搜罗比尔-盖茨诱导的冲破能源危险投资公司。
这家公司兴办于2019年有,为何正在这么短光阴内就崭露头角?它跟古板的碳捕集手艺有何差别?手艺真相强正在哪?
碳去除,即二氧化碳捕集手艺的道理是将二氧化碳从气氛或工场烟囱的废气平离别出来。
主流手艺有两种。第一种是操纵液体溶剂,像磁铁吸引铁屑相似吸引CO₂。一朝液体逮捕到气体,它就会被加热到必然的温度,使二氧化碳被开释出来。然后,二氧化碳可能被压缩并注入地下深处举办好久积聚。一切这些步伐都需求大批的能源。纵然历程几十年的勉力,这种古板门径的本钱依旧太高,无法扩充界限。
第二种是找到一种 吸附剂,它可能正在气流中吸附二氧化碳,然后将其开释出来。这种吸附剂可能反复操纵,开释的二氧化碳可能被欺骗或被送到封存所在举办持久封存。
目前的查究首要集结正在以幼颗粒局面存正在的吸附剂资料上,其表貌含有逮捕二氧化碳的 活性点--这一进程称为吸附。当体系温度下降(或压力增添)时,二氧化碳会粘附正在颗粒表貌。当温度升高(或压力下降)时,二氧化碳被开释。然而完毕这些温度或压力也需求相当大的能量,局部理由是它需求经管通盘混杂物,而不但仅是含有二氧化碳的吸附剂。
古板的碳捕整体系,其功效就像CO₂的海绵。当CO₂接触到捕集资料时,它被接收并困正在构造内。然后正在开释进程中,通过施加大批的热量将二氧化碳挤出来,从而打垮二氧化碳和捕捉资料之间的连结。这个进程需求消费大批的能量,所以很难扩充界限。
Verdox的主题手艺是由T. Alan Hatton讲授和Sahag Voskian博士正在麻省理工学院(MIT)开拓的。Hatton讲授现承当公司科学照顾委员会成员,Voskian博士是公司的首席手艺官。他们通过连结电化学的效能和有机化学的可调性,从头思索了碳的去除。
手艺的中心是操纵了一类异常的分子,称为醌类。当醌类分子被迫经受异常的电子时--这意味着它们带负电--它们对二氧化碳分子有很高的化学亲和力,并能捉住任何通过的分子。当异常的电子从醌分子中被移除时,醌对二氧化碳的化学亲和力顷刻没落,分子开释出捕捉的二氧化碳。
此前,有人仍然查究了醌和电解质正在各类电化学安装中的运用。正在大大都情景下,这些修筑涉及两个电极--一个负极,此中熔解的醌被激活以捕捉二氧化碳,另一个正极,它被停用以开释二氧化碳。然而将溶液从一个电极转移到另一个电极需求庞杂的活动和泵送体系,这些体系很大,占用了相当大的空间,限定了这些修筑的操纵。
行动替换计划,Hatton和Voskian肯定将醌用作固体电极,并通过运用Hatton所说的 眇幼的电压变革,改观电极自身的电荷来激活和停用醌。正在如许的设立中,不需求将液体抽来抽去,也不需求抬高和下降温度或压力,况且二氧化碳最终会成为固体醌电极上易于离另表附件。他们以为他们的观点是 “电摇吸附”。
这种特殊的搭配准许有针对性地操纵电能来捕捉和开释任何浓度的二氧化碳,并拥有无可相比的遴选性。主要的是,这种门径消逝了对眼前二氧化碳去除办理计划所依赖的大批热量和水的需求。该手艺冲破初度发布于2019年的顶刊《Energy & Environmental Science》,论文名称是《法拉第电摆响应式吸附法用于捕捉二氧化碳》。
基于试验室多年的物色,Verdox打算了一个电动体系,使其更容易接收二氧化碳并将其挤压出来。Verdox的捕捉安装的打算准许气体以较幼的阻力流过净化碳,使浸泡进程尤其有用。没有效热来挤出二氧化碳,而是只对捕捉资料施加特定的电压来开释二氧化碳。这种截然有异的门径使咱们或许更有用地逮捕和开释二氧化碳,只需操纵电力,而不需求热量或水。
气体从一侧进入每个烟囱,并通过组成烟囱的电极,此中的二氧化碳被接收。赢余的气体则纯洁地通过烟囱并从另一侧排出。一朝烟囱中的CO₂到达饱和,进入的气体就会截止,纯CO₂就会从另一侧流出烟囱。以瓜代轮回的体例平行装置烟囱,可能使进入的混杂气体和流出的纯CO₂延续活动。
安装是由堆叠的电极构成的,这些电极被拼装成阵列。为了捕捉更多的二氧化碳,可能增添更多的电极堆。这种模块化的门径使该手艺拥有高度的可扩展性,并消逝了为更大的运用从头打算体系的需求。
Verdox首席奉行官Brian Baynes博士正在获奖后展现:“咱们很笑意与Carbfix的合营,并沿途得到这一角逐性奖项。咱们坚信碳消除将对人类的可延续成长至合主要,但假使不行大幅下降所需的能源和本钱,它将长期不会被大界限安置。咱们正在两年前推出了Verdox,咱们的新型电化学碳捕整体系已被证实可能将捕集的能量耗损裁减70%。XPRIZE奖项对Verdox和Carbfix的归纳潜力的认同,是另一个信号,即碳消除的他日将是电气化的。”
来自冲破能源危险投资公司BEV的Carmichael Roberts说:“Verdox手艺的高能效和可扩展性可能使该公司正在办理碳消除离间方面阐发主要影响。这一更始为工业和气氛捕集供应了一个范式的变革。Verdox团队正在将这一观点简化为经济的贸易实施方面获得了长足的发展。”
Verdox现正在正正在与其他碳捕集草创公司角逐完美电竞,这些公司十多年前就首先开拓其手艺。遵循Crunchbase的数据,此中两家公司--加拿大的Carbon Engineering Ltd.和瑞士的Climeworks AG--仍然分袂筹集了胜过1亿美元的资金,并协议了扩充手艺界限以每年捕捉数百万吨的谋划。
Verdox需求几年光阴才具每年捕捉数百万吨二氧化碳,但其最终对象是以每吨50美元或更低的价钱捕捉二氧化碳。这将是一个有吸引力的价钱,由于欧盟排放生意体系中的碳许可证本年的生意价钱正在每吨80欧元(90美元)支配。但酌量到Climeworks目前以每吨1200美元的价钱出售碳抵消完美电竞,这是一个尽头有吸引力的商场。碳捕集技巧大冲完美电竞破“电除碳”得回马斯克基金100万美元赏赐