Direktang Pagkuha ng Hangin: Paano Maaaring Maging Malawak ang Pagsasabuhay ng Susunod na Henerasyon na Reactor

Isang koponan ng mga makabagong inhinyero mula sa Rice University ang nakamit ng isang malaking tagumpay sa industriya ng pagkuha ng carbon sa kanilang pinakabagong pag-unlad na maaaring magbago ng merkado. Matagumpay na nilikha ng mga mananaliksik ang isang electrochemical reactor na maaaring mapabuti ang pagkuha ng carbon mula sa atmospera nang walang kapantay na kahusayan at walang mapanganib na byproducts. Narito kung paano maaaring dalhin ng bagong metodong direktang pagkuha ng hangin ang mundo ng isang hakbang papalapit sa pag-abot ng net-zero na carbon emissions sa hinaharap.

Ang Emisyon ay Umabot sa Bagong Taas na Nagdudulot ng mga Kalamidad sa Klima

Isang ulat na inilathala sa BioScience na nag-aaral sa kasalukuyang kalagayan ng klima ang natuklasan na ang mundo ay “nasa bingit ng isang hindi na mababalik na kalamidad sa klima.” Ipinakita rin ng parehong pag-aaral na ang mga emisyon mula sa fossil fuel ay tumaas sa pinakamataas na antas sa kasaysayan. Ang paglago na ito ay binigyang-diin ng katotohanang ang tatlong pinakamainit na araw sa kasaysayan ay naganap noong Hulyo 2024. Dagdag pa rito, ang mga temperatura ng ibabaw ng dagat ay nagtala ng mga bagong rekord noong 2024 sa maraming rehiyon.

Lahat ng datos na ito ukol sa klima ay nagtuturo sa hindi maikakailang katotohanang panahon na para sa mga pamahalaan na kumilos. Sa kabutihang-palad, may ilang mga pamamaraan na maaari nilang piliin. Ang pagpapalaganap ng sustenabilidad at renewable ay nasa gitna ng pamamaraang ito. Mula sa pagsusulong ng mas maraming EV at alternatibong pinagkukunan ng enerhiya hanggang sa pagtaas ng buwis sa mga mapagwalang-kaswal na tagagawa, may mga solusyong karapat-dapat sundan.

Mahalagang tandaan, walang iisang opsyon na makakabuo ng solusyon sa problemang ito. Kailangan ng mga tao na baguhin ang kanilang mga gawi kasabay ng mga teknolohikal na pag-unlad upang makamit ang tagumpay. Ang isang teknolohiyang ito, Carbon capture, usage, and storage (CCUS), ay itinuturing na isa sa mga pinakamainam na paraan upang matulungan makamit ang mga layuning ito.

Direktang Pagkuha ng Hangin – Kasalukuyang Mga Pamamaraan

Ang pagbabawas ng carbon emissions ay prayoridad para sa mga environmentalist sa buong mundo. Kapansin-pansin, ang direktang pagkuha ng hangin ang pinakapopular na pamamaraan ng pagtanggal ng CO2 mula sa atmospera. May ilang paraan upang simulan ang prosesong ito. Gayunpaman, lahat ng ito ay nangangailangan ng paggamit ng mapanganib na kemikal na nag-iiwan ng byproducts, o napakalaking enerhiya ang kinakailangan upang makumpleto ang proseso ng pagkuha.

Ang mga pinakapopular na pamamaraan ay gumagamit ng mga kemikal upang pagdugtungin ang carbon at oxygen atoms sa mga molekula ng gas sa iba pang mga compound sa mga likidong piniling espesyal. Ang CO2 ay ipinakilala sa pamamagitan ng halo-halong daloy ng gas na may iba’t ibang antas at lakas upang mahuli ang mga molekula ng dioxide sa likido. Kapag nakulong na sa mga solusyon, nagsisimula ang proseso ng pagkuha ng CO2.

Ang proseso ng pagkuha ay ang pinaka-enerhiya na bahagi ng pamamaraan. Depende sa mga opsyon ng gas, maaari itong mangailangan ng maraming hakbang at mataas na espesyalisadong lokasyon. Ang mga pinakakaraniwang pamamaraan ng pagkuha ng CO2 mula sa mga solvent ay kinabibilangan ng init, kemikal na reaksyon, o electrochemical na proseso. Dagdag pa, ang uri ng solvent na ginamit ay nagtatakda ng tindi at bisa ng pamamaraang ito.

Amine-based na Sorbents

Ang pinakapopular na solusyon na ginagamit para sa pagkuha ng carbon ay Amine-based na sorbents. Ang solusyong ito ay epektibo sa pagharang ng CO2 nang hindi gumagamit ng maraming enerhiya. Gayunpaman, ang solusyon ay hindi matatag at nakakalason, na nagdudulot ng karagdagang panganib at gastos sa imbakan pagkatapos ng proseso.

Sodium at Potassium Hydroxide

Nagpakilala rin ang mga siyentipiko ng mas kaunting nakakalason na pamamaraan na gumagamit ng Sodium o potassium hydroxide bilang solvent na humuhuli. Ang estratehiyang ito ay nagbibigay ng matibay na pagkakabit sa pagitan ng CO2 at mga atom ng solvent. Ang problema ay napakalakas ng mga pagkakabit kaya nangangailangan ito ng napakalaking init upang maputol, na naglalabas ng carbon. Dahil dito, ang pamamaraang ito ay magastos at nangangailangan ng maraming espesyal na kagamitan.

Pag-aaral sa Direct Air Capture PSE Reactor

Kinikilala ang mga limitasyon ng mga teknolohiyang ito at ang malinaw na pangangailangan para sa isang mas napapanatiling at madaling i-integrate na solusyon. Ang mga inhinyero ng RICE University ay nagsimulang lumikha ng unang direktang pagkuha ng hangin na aparato na gumagana sa temperatura ng silid. Inilathala ng koponan ang kanilang mga natuklasan sa Nature Energy¹.

Pinagmulan – RICE University

Ipinakilala ng ulat ang PSE (Porous Solid Electrolyte) reactor. Ang electrochemical regeneration device na ito ay umaasa sa elektrikal na enerhiya upang paghiwalayin ang carbon mula sa hangin sa halip na init o iba pang mas magastos na pamamaraan. Ang reactor na inilarawan ay nag-iintegrate ng porous solid electrolyte layer, na nagpapahintulot sa mga mananaliksik na i-optimize ang mga electrical input. Ang mga input na ito ay nagtatakda ng paggalaw ng ion at mass transfer, na nagdadala ng mga molekula ng CO2 palayo gamit ang kuryente sa halip na kemikal.

Mga Resulta ng Pagsubok sa Direct Air Capture PSE Reactor

Matagumpay na napatunayan ng reactor na maaari nitong alisin ang CO2 nang hindi kailangan ng init. Ang modular na tatlong-kamaryong estruktura nito ay nagpapahintulot sa reactor na paghiwalayin ang alkaline absorbent sa isa at mataas na purong carbon dioxide sa isa pa. Natuklasan ng koponan na ang reactor ay maaaring selektibong hatiin ang mga solusyon ng NaHCO3/Na2CO3 na may 90% na kapasidad sa pagkuha. Kapuri-puri, ang reactor ay nangangailangan lamang ng napakaliit na enerhiya at napatunayan na matibay sa iba’t ibang halo.

Pagbuo ng Hydrogen

Natuklasan din ng ulat na ang proseso ay maaaring gamitin upang mag-co-generate ng hydrogen. Ang hydrogen fuel ay ginagamit na upang patakbuhin ang iba’t ibang kagamitan, magpainit ng mga tahanan, at marami pang iba. Ang mga hydrogen fuel cell ay maaaring malinis at epektibong lumikha ng kuryente. May katwiran na idagdag ang mga ito sa pangkalahatang layunin ng koponan na itulak ang sustenabilidad sa mas mataas na antas.

Mga Benepisyo na Dinadala ng Direct Air Capture PSE Reactor sa Merkado

Nagdadala ang pananaliksik na ito ng maraming benepisyo. Una, ang buong proyekto ay nakasalalay sa mga teknolohiyang available na at nasubukan na. Ang estratehiyang ito ay ginagawang mas praktikal ang venture. Mas madali itong i-integrate, sanayin ang mga bagong gumagamit, at mag-innovate ng proseso, dahil ang mga produkto tulad ng hydrogen fuel cells ay komersyal nang available sa loob ng isang dekada.

Makatipid

Isa pang pangunahing benepisyo ng PSE reactor ay ang mababang gastos sa operasyon at paggawa. Maaaring makatipid ang mga negosyo gamit ang pamamaraang ito kumpara sa mga opsyon na nangangailangan ng init o nasasayang. Dahil dito, maraming nakikita ang teknolohiyang ito bilang isang malaking hakbang patungo sa pagpapababa ng presyo ng pagkuha ng emisyon.

Pagbawas ng mga Hadlang sa Enerhiya

Isa pang pangunahing benepisyo ng pagbawas ng konsumo ng enerhiya ay binubuksan nito ang teknolohiya sa mas maraming aplikasyon at industriya. Ipinakita ng ulat ang mababang konsumo ng enerhiya ng proseso, na nagpapakita na ang proseso ay maaaring magligtas ng malaking oras at gastos sa mga negosyo sa hinaharap.

Nasusukat

Ang scalability ay isa pang benepisyo na hindi dapat balewalain. Ang PSE reactor ay maaaring maghatid ng kahanga-hangang resulta sa pagkuha ng carbon nang hindi nangangailangan ng napakalaking pamumuhunan sa imprastruktura tulad ng kasalukuyang mga planta ng pagproseso ng CO2. Dahil dito, ang solusyong ito ay mas angkop para sa ekonomiya ngayon.

Malinis

Isa sa pinakamalaking benepisyo na dinadala ng PSE reactor sa merkado ay ang malinis nitong kakayahan sa pagproseso. Ipinakita ng ulat kung paano nito maaaring paghiwalayin ang CO2 nang hindi nag-iiwan ng anumang waste byproducts. Ang mga resulta ay nagpapakita na ang bagong pamamaraan ay nagbibigay ng mataas na sustenabilidad.

Kakayahang Magbago

Sinubukan ang PSE reactor sa iba’t ibang kondisyon ng kapaligiran upang makita kung paano ito nakakaapekto sa pagganap. Natuklasan na ang reactor ay may natatanging kakayahang mag-adapt sa iba’t ibang reaksyon ng cathode at anode, na ginagawa itong perpektong solusyon para sa CO2 direktang pagkuha ng hangin sa karamihan ng mga senaryo.

Integrasyon

Ang pag-integrate ng karamihan sa mga pamamaraan ng pagkuha ng CO2 ay isang masalimuot na proseso. Ang bagong pamamaraang ito ay magbabawas ng oras ng integrasyon sa pamamagitan ng pag-aalis ng pangangailangan para sa init o kemikal. Ang ganap na elektrikal na generator ay mas madaling ipakilala sa mga sistema ng negosyo kaysa sa mga nauna nito, na nagbubukas ng pintuan para sa mataas na antas ng pag-aampon.

Mga Mananaliksik

Ang mga mananaliksik ng Rice University na sina Xiao Zhang, Zhiwei Fang, Peng Zhu, Yang Xia, at Haotian Wang ang nanguna sa proyekto. Kapansin-pansin, si Wang ay nagtrabaho sa proseso ng decarbonization sa loob ng maraming taon. Ngayon, plano ng koponan na palawakin ang kanilang pagsubok upang makita kung paano ito humahawak sa mga operasyon sa industriyal na sukat.

Mga Kumpanya na Maaaring Makikinabang mula sa Pag-aaral sa Direktang Pagkuha ng Carbon sa Hangin

Patuloy na lumalawak ang larangan ng pagkuha ng carbon at tumataas ang interes sa mga kumpanyang gumagana sa merkado. Ang kombinasyon ng mas madalas na kalamidad na natural at muling pag-usbong ng interes ng mga mambabatas na magpatupad ng mga batas na nakatuon sa kapaligiran tulad ng carbon tax ay nagdulot ng mga natatanging oportunidad para sa mga kumpanyang nasa tamang posisyon.

NET Power Inc

NPWR Tsart ng Presyo

Ang kumpanya ng renewable energies na nakabase sa North Carolina, NET Power Inc (NPWR ) ay itinatag noong 2010 upang lumikha ng isang electrical energy turbine na hindi naglalabas ng anumang emisyon sa hangin. Nagtagumpay ang kumpanya sa kanilang layunin salamat sa suporta mula sa iba’t ibang strategic investors at mga mananaliksik. Ngayon, isa ito sa mga nangungunang tagapagbigay ng high-pressure supercritical CO2-powered turbines.

Ang mga aparatong ito ay nagre-recirculate ng CO2 emissions upang pababain ang gastos sa operasyon at alisin ang polusyon sa hangin. Ang proyekto ay naging malaking tagumpay at itinuturing ng marami bilang isang mahalagang hakbang sa paghahanda para sa lumalaking pangangailangan sa elektrisidad na idinulot ng mga AI system sa grid.

Ang NET Power Inc. ay sinusuportahan ng Occidental, Baker Hughes (BKR ), Constellation, at SK Group. Ang network na ito, kasama ang kanilang makabagong pamamaraan sa paglikha ng enerhiya, ay ginagawang matalinong acquisition ang stock ng NET Power Inc. para sa mga trader na naghahanap ng access sa sektor ng malinis na enerhiya.

Aker Carbon Capture

Ang Aker Carbon Capture ay pangunahing supplier ng mga komersyal na CO2 capture device. Ang proyekto ay inilunsad noong Agosto 2020 at ito ay isang subsidiary ng Aker Horizons investment company. Ang investment firm na ito ay nakatuon sa paglulunsad ng mga clean tech na kumpanya na may potensyal na baguhin ang merkado.

Kapansin-pansin, ang Aker Carbon Capture ay nakaranas ng ilang pag-angat at pagbaba. Ang proyekto ay ginawaran ng unang carbon capture at storage constraints para sa isang cement facility sa buong mundo. Noong Agosto 2024, ito ang naging unang kumpanya na nakakuha ng kontrata upang magdisenyo at mag-integrate ng isang malakihang carbon capture plant na naglilingkod sa isang pulp at paper facility sa US.

Ang stock ng Aker Carbon Capture, na available lamang sa OTC, ay nakaranas ng patuloy na pagbaba sa mga nakaraang taon. Gayunpaman, ang kamakailang earnings ng ikatlong quarter ay nagpakita na ang kumpanya ay may cash na NOK 4.5 bilyon at matatag na equity position na NOK 5.5 bilyon.

Ang paglago na ito ay pinasigla ng isang strategic partnership sa SLB, na nagbunga ng paglikha ng SLB Capture. Nakikita ng mga analyst ang partnership na ito bilang isang “buy” signal para sa ACC.OL, na matalinong nakaposisyon para sa paglago sa ekonomiya ng carbon capture.

Ang Mga Pagbabago sa Teknolohiya ng Direktang Pagkuha ng Hangin ay Maaaring Magpasigla sa Green Economy

Kapag sinusuri mo ang mga benepisyo ng direktang pagkuha ng carbon sa hangin kapag ginagamit kasabay ng renewable energies at mga praktis, madaling makita kung bakit naniniwala ang marami na ito ang pinakamahusay na paraan upang maiwasan ang pagkalat ng klima. Ang pinakabagong pananaliksik na ito ay itinutulak ang proseso ng pagkuha ng CO2 pasulong, na ginagawang posible ang pagpapakilala ng mga CO2 capturing device sa isang ganap na bagong sukat. Dahil dito, handa na ang teknolohiya para sa susunod na hakbang ng pagsubok at pagkatapos ay pag-deploy.

Alamin ang iba pang mga kawili-wiling proyektong pangkapaligiran ngayon.

Sanggunian ng Pag-aaral:

^{1. Zhang, X., Fang, Z., Zhu, P., et al. (2025). Electrochemical regeneration of high-purity CO₂ from (bi)carbonates in a porous solid electrolyte reactor for efficient carbon capture. Nature Energy, 10(1), 55–65. https://doi.org/10.1038/s41560-024-01654-z}