ΑΠΘ: Πρωτοποριακή ανακάλυψη για «ανακύκλωση CO2» των βιομηχανιών

Του Αριστείδη Ζευγίτη

Μία διεθνώς πρωτοποριακή τεχνολογία δέσμευσης διοξειδίου του άνθρακα(CO2)  με τη χρήση καινοτόμων διαλυτών αναπτύχθηκε στα εργαστήρια του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης (ΑΠΘ) και του Εθνικού Κέντρου Έρευνας και Τεχνολογικής Ανάπτυξης (ΕΚΕΤΑ).

Όπως διαβάζουμε, έπειτα από 10 χρόνια ερευνών, μέσα από χρηματοδοτούμενα από την Ευρωπαϊκή Επιτροπή και τη Γενική Γραμματεία Έρευνας και Καινοτομίας προγράμματα, οι ερευνητές αξιοποιώντας τεχνολογικές λύσεις που προσφέρει η Τεχνητή Νοημοσύνη κατάφεραν να ανακαλύψουν ένα νέο μίγμα αμινών,  που δεσμεύουν το διοξείδιο του άνθρακα πολύ πιο αποδοτικά, με φιλικότερες στο περιβάλλον διεργασίες, με μικρότερες ενεργειακές απαιτήσεις και με κατά 40% μικρότερο λειτουργικό κόστος σε σύγκριση με την βέλτιστη υπάρχουσα τεχνολογία, την οποία χρησιμοποιούν έως σήμερα οι μονάδες δέσμευσης CO2.

Η μεταφορά της τεχνολογίας από το εργαστήριο στη βιομηχανική κλίμακα, που θα προσφέρει μια άμεση λύση στις ελληνικες βιομηχανίες σε ό,τι αφορά του στόχους που έχουν τεθεί από την ΕΕ για τη μείωση των εκπομπών CO2 και την αντιμετώπιση της Κλιματικής Αλλαγής, δρομολογείται ήδη, καθώς διερευνάται η δυνατότητα σχεδιασμού και κατασκευής μονάδας δέσμευσης δυναμικότητας 5 τόννων CO2 ημερησίως. Μάλιστα η πιλοτική μονάδα δέσμευσης CO2 θα παρουσιαστεί σε λειτουργία στον χώρο της ΓΓΕΚ και του ΕΚΕΤΑ στη ΔΕΘ (περίπτερο 7).

Η ερευνητική ομάδα, που ξεκίνησε την έρευνα στην τεχνολογία δέσμευσης διοξειδίου του άνθρακα το 2011, αποτελείται από ερευνητές του ΕΚΕΤΑ και καθηγητές του ΑΠΘ, καθώς και από νέους μεταδιδακτορικούς ερευνητές, οι οποίοι προτίμησαν την επιστροφή στην Ελλάδα, νέες και νέους υποψήφιους διδάκτορες  που εκπονούν την διδακτορική τους έρευνα στην χώρα μας, αλλά και πολλούς μηχανικούς που υλοποιούν τα αποτελέσματα της έρευνας στις πιλοτικές μονάδες δέσμευσης.

Το διοξείδιο του άνθρακα εκλύεται κυρίως από την καύση ορυκτών καυσίμων (άνθρακα, λιγνίτη, φυσικού αερίου, πετρελαίου και παραγώγων αυτού) για την παραγωγή ηλεκτρικής ισχύος, θερμότητας και ψύξης για βιομηχανικές και οικιστικές ανάγκες. Τα αέρια καύσης που περιέχουν κυρίως άζωτο, διοξείδιο του άνθρακα, υδρατμό και οξυγόνο συνήθως απελευθερώνονται στην ατμόσφαιρα. Διοξείδιο του άνθρακα απελευθερώνεται σε μεγάλες ποσότητες από την διαδικασία παραγωγής τσιμέντου, ασβέστη και μαγνησίας μέσω της διάσπασης του ανθρακικών αλάτων που αποτελούν την πρώτη ύλη των προϊόντων αυτών. Ενδεικτικά αναφέρεται ότι για κάθε τόνο παραγωγής ασβέστη, παράγονται 980 κιλά CO2  από την καύση στην ασβεστοκάμινο και τη διάσπαση του ασβεστόλιθου. Μόνο στον Ελλαδικό χώρο, η ετήσια δυναμικότητα παραγωγής ασβέστη φτάνει τους 500.000 τόνους!

Στόχος της δέσμευσης CO2 είναι η απομόνωση και ο διαχωρισμός του από το μίγμα των αερίων καύσης. Ο καθηγητής του ΑΠΘ Πάνος Σεφερλής .περιέγραψε τη διαδικασία: «Ένας αποτελεσματικός τρόπος διαχωρισμού είναι με την επιλεκτική χημική απορρόφηση του CO2 από μίγμα χημικών χημικων ενώσεων (διαλύτες) που επιλεκτικά αντιδρούν χημικά με το CO2  και δεν το αφήνουν να εκλυθεί στην ατμόσφαιρα. Τέτοιες χημικές ενώσεις είναι οι αμίνες, οργανικές ενώσεις που περιέχουν αμινο-ομάδες, οι οποίες αντιδρούν και δεσμεύουν το CO2. Φέρνοντας λοιπόν σε επαφή το υγρό υδατικό μίγμα των αμινών με τα αέρια καύσης των ορυκτών καυσίμων , το CO2 μεταφέρεται από την αέρια φάση στην υγρή φάση των αμινών μέσω χημικών δεσμών που δημιουργεί αυτό με τις αμίνες. Έτσι απομακρύνεται ως υγρό από το μίγμα των αερίων καύσης, που, χωρίς πλέον CO2, απελευθερώνονται στην ατμόσφαιρα. Στη συνέχεια το υγρό μίγμα αμινών με το CO2 θερμαίνεται με αποτέλεσμα την σχάση των δεσμών του CO2 με τις αμίνες και την απελευθέρωση καθαρού αέριου CO2, το οποίο μπορεί να οδηγηθεί για αποθήκευση σε υπόγειους γεωλογικούς σχηματισμούς ή χρήση για την παραγωγή άλλων χρήσιμων χημικών ενώσεων. Το μίγμα των αμινών, απαλλαγμένο πλέον από το CO2 επαναχρησιμοποιείται για τη διαρκή δέσμευση CO2».

Φαίνεται κάτι ιδιαίτερα ενδιαφέρον και αναμένουμε να δούμε την εφαρμογή του στη βιομηχανία.