Cuando la gente habla sobre cómo eliminar el dióxido de carbono CO de los vehículos 2 emisión, a menudo la conversación a menudo se centra en electrificar automóviles, camiones y autobuses.Sin embargo, los buques de carga y los buques tanque, que son responsables del 3% de todo el CO 2 las emisiones rara vez forman parte de la discusión.
Ahora, un equipo de investigación de la Northwestern University ofrece una forma práctica de fabricar CO en los barcos 2 neutral - o incluso CO 2 negativo - con CO 2 -captura de pilas de combustible de óxido sólido. Después de "quemar" combustibles tradicionales a base de carbono, la pila de combustible genera CO concentrado 2 que se puede almacenar a bordo del barco. Desde allí, el CO 2 puede secuestrarse o reciclarse en un combustible de hidrocarburo renovable.
El equipo presenta su análisis en "Viabilidad de vehículos que utilizan CO a bordo 2 captura ", publicado hoy 18 de agosto en la revista Letras de energía ACS. En el documento, el equipo analiza varios factores, incluidos los volúmenes de almacenamiento de combustible y los requisitos de masa para una amplia gama de clases de vehículos, desde vehículos de pasajeros ligeros hasta buques cisterna, y compara el CO a bordo 2 captura a batería eléctrica y opciones de celda de combustible de hidrógeno.
"Puede ser más difícil para las personas ver el CO a bordo 2 captura como amigable con el clima porque usa combustibles convencionales basados en carbono ", dijo Scott A. Barnett, autor principal del estudio de Northwestern." La gente tiende a asumir que las celdas de combustible de hidrógeno y los vehículos eléctricos son más amigables con el clima. En realidad,a menudo no lo son. La electricidad puede provenir de la quema de carbón, y el hidrógeno a menudo se produce a partir del gas natural, que genera una gran cantidad de CO 2 en proceso. "
Experto en pilas de combustible de óxido sólido, Barnett es profesor de ciencia e ingeniería de materiales en la Escuela de Ingeniería McCormick de Northwestern. Fue coautor del artículo con Travis Schmauss, candidato a doctorado en su grupo de investigación.
Por qué las baterías no son una solución viable
Responsable de producir alrededor de una gigatonelada de CO 2 cada año, los barcos pueden consumir hasta 250 toneladas de combustible por día. Si bien puede parecer tentador reemplazar esta enorme cantidad de combustible con baterías, simplemente no es una opción.
"Algunos buques cisterna requieren suficiente combustible para circunnavegar el mundo como parte de su operación regular de múltiples viajes", dijo Barnett. "Calculamos que el paquete de baterías para un buque cisterna de largo alcance ocuparía más espacio que la capacidad de almacenamiento delUn tanque de combustible de hidrógeno también sería demasiado grande. Cuando se trata de vehículos de largo alcance, el combustible a base de carbono combinado con CO a bordo 2 la captura es posiblemente la mejor manera de hacer CO en estos vehículos 2 neutral. "
El método propuesto también tiene ventajas potenciales para vehículos de menor alcance. Sin embargo, ya se están implementando baterías eléctricas y celdas de combustible de hidrógeno para esos tipos de vehículos, por lo que los investigadores sugieren implementar un CO 2 -extensor de rango neutral.
solución de almacenamiento
Para almacenar el CO 2 a bordo, el equipo de Barnett ha propuesto un tanque de almacenamiento de doble cámara pendiente de patente. Una cámara almacena un combustible a base de carbono. Después de que el combustible pasa por la celda de combustible para generar energía, el CO 2 el subproducto se presuriza y se introduce en la segunda cámara. La partición entre las cámaras se puede mover, encogiendo la cámara de combustible a medida que se usa el combustible, dejando espacio para el CO 2 en la otra cámara.
"La celda de combustible de óxido sólido es fundamental porque quema el combustible con oxígeno puro, produciendo un CO concentrado 2 producto que se puede almacenar ", dijo Schmauss. Si quemáramos el combustible con aire, se diluiría mucho con nitrógeno, produciendo demasiado gas para almacenar. Cuando el CO concentrado 2 está comprimido, se puede almacenar en un volumen no mucho mayor que el necesario para el combustible, lo que ahorra espacio ".
"Esta tecnología realmente no tiene grandes obstáculos para que funcione", agregó Barnett. "Solo tiene que reemplazar el tanque de combustible con el tanque de doble cámara y agregar CO. 2 compresores. Y, por supuesto, la infraestructura eventualmente debe desarrollarse para descargar el CO 2 y secuestrarlo o usarlo ".
Moviéndose hacia el cero neto
Con este escenario, los investigadores dicen que es posible fabricar vehículos de largo alcance con CO 2 negativo. Esto es posible con biocombustibles, como el etanol, porque las plantas utilizadas para producir el combustible han consumido CO 2 de la atmósfera. Luego, después de que el vehículo haya usado el combustible, el CO capturado 2 se retira del barco y se secuestra bajo tierra o se usa para producir un combustible renovable. Si un vehículo usa un combustible fósil en lugar de un biocombustible, entonces el ciclo general resultante está más cerca de cero neto.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Northwestern . Original escrito por Amanda Morris. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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