Nanotechnologia może pomóc w obniżeniu kosztów wychwytywania CO2
W ramach europejskiego projektu o nazwie "Nanomembrany przeciwko globalnemu ociepleniu" (NANOGLOWA) podejmowane są próby znalezienia - przy pomocy nanotechnologii - nowej metody wychwytywania emisji CO2 pochodzących z elektrowni. Membrany nanostrukturalne mogłyby obniżyć zużycie energii oraz koszty związane z wychwytywaniem dwutlenku węgla, dzięki czemu działanie to stałoby się bardziej interesujące niż w przypadku stosowania obecnych technologii. Europa wytwarza i uwalnia do atmosfery gigatonę dwutlenku węgla rocznie. W przybliżeniu jedna trzecia tych emisji pochodzi z elektrowni stosujących paliwa kopalne. Wychwytywanie i składowanie dwutlenku węgla (carbon capture and storage - CSS) może zmniejszyć te emisje nawet o 90 procent. Istnieje koncepcja składowania wychwyconego w ten sposób dwutlenku węgla pod ziemią, na przykład w wyeksploatowanych złożach gazowych i formacjach wodonośnych. Obecne metody wychwytywania to absorpcja i chłodzenie nieselektywne. Podczas procesu absorpcji gazy spalinowe - składające się głównie z azotu, wody, cząstek pyłu oraz oczywiście CO2 - przechodzą przez kilka kąpieli, w których dwutlenek węgla wiąże się z aminami. Zespół prowadzący projekt NANOGLOWA utrzymuje, że jednak ta "czyszcząca" technologia wcale nie jest energooszczędna ani opłacalna, ponieważ może zużywać do 25 procent energii faktycznie wytworzonej oraz wymaga dużych instalacji i środków chemicznych. Z drugiej strony, separacja membranowa CO2 zużywałaby zaledwie do 8 procent wytworzonej energii i obniżyłaby koszty związane z instalacjami. Najpierw trzeba jednak zaprojektować odpowiednie membrany. Obecnie w ramach projektu prowadzone są jednocześnie prace nad pięcioma różnymi rodzajami nanomembran: - membrany polimerowe: - - membrany do transportu dyfuzyjnego, kopolimery blokowe; - - nieruchome membrany typu nośnikowego, octan celulozy lub poliamidy; - - wysokonapięciowe membrany jonomerowe, materiały modyfikowane elektrycznie; - membrany węglowe: - - sito-molekularne membrany węglowe; - membrany ceramiczne. Jakkolwiek membrany polimerowe są tanie, wydaje się, że przy podwyższonym ciśnieniu pęcznieją w kontakcie z CO2 w sposób, który może prowadzić do znacznego obniżenia ich selektywności i co za tym idzie skuteczności. Z drugiej strony, zdaniem zespołu NANOGLOWA, membrany węglowe są dopracowane i charakteryzują się dobrą selektywnością, lecz mogą ulec zanieczyszczeniu przez gazy spalinowe emitowane przez elektrownie. Wreszcie, membrany ceramiczne są bardzo stabilne i cechuje je znaczna trwałość, ponieważ dobrze reagują na warunki ekstremalne takie jak wysokie temperatury. Po opracowaniu w laboratoriach akademickich membrany zostaną poddane testom w pilotażowych elektrowniach w piątym i ostatnim roku projektu (2011 r.). Projekt NANOGLOWA skupia 26 partnerów z 14 krajów europejskich, w tym sześć uniwersytetów i pięć podmiotów prowadzących elektrownie, a także organizacje branżowe oraz małe i średnie przedsiębiorstwa (MŚP). Projekt otrzymuje od Komisji Europejskiej środki finansowe w wysokości 7 milionów euro z szóstego programu ramowego. Łączny koszt wynosi 12,5 miliona euro.