BAGIKAN

Peneliti MIT telah mengembangkan sebuah sistem baru menggunakan sebuah membran yang berpeluang digunakan untuk mengubah emisi pembangkit listrik karbon dioksida menjadi bahan bakar yang berguna untuk mobil, truk, dan pesawat terbang, serta menjadi bahan baku kimia untuk berbagai macam produk.

Membran, terbuat dari senyawa lantanum, kalsium, dan oksida besi, memungkinkan oksigen dari aliran karbon dioksida untuk bermigrasi ke sisi lain, meninggalkan karbon monoksida. Pemisahan ini didorong oleh suhu hingga 990 derajat celcius, dan kunci untuk membuat proses kerjanya adalah menjaga agar oksigen yang terlepas dari karbon dioksida mengalir melalui membran sampai mencapai sisi lain. Hal ini bisa dilakukan dengan menciptakan vakum di sisi membran yang berlawanan dengan aliran karbon dioksida, tapi itu akan membutuhkan banyak energi untuk dijaga.

Karbon monoksida yang dihasilkan selama proses ini dapat digunakan sebagai bahan bakar dengan sendirinya atau dikombinasikan dengan hidrogen dan / atau air untuk menghasilkan bahan bakar hidrokarbon cair lainnya dengan jumlah yang banyak serta bahan kimia termasuk metanol (digunakan sebagai bahan bakar otomotif), syngas, dan sebagainya.

Sebagai pengganti vakum, para peneliti menggunakan aliran bahan bakar seperti hidrogen atau metana. Bahan-bahan ini mudah teroksidasi sehingga benar-benar akan menarik atom oksigen melalui membran tanpa memerlukan perbedaan tekanan. Membran juga mencegah oksigen dari migrasi kembali dan rekombinasi dengan karbon monoksida, untuk membentuk karbon dioksida lagi. Pada akhirnya, dan tergantung pada aplikasi, kombinasi beberapa vakum dan beberapa bahan bakar dapat digunakan untuk mengurangi energi yang dibutuhkan untuk menggerakkan proses dan menghasilkan produk yang bermanfaat.

Sumber energi yang dibutuhkan untuk menjaga agar proses berjalan adalah panas, yang bisa disediakan oleh energi matahari atau oleh limbah panas, beberapa di antaranya bisa berasal dari pembangkit listrik itu sendiri. Intinya, proses ini memungkinkan penyimpanan panas dalam bentuk kimiawi, untuk digunakan kapan pun jika dibutuhkan. Penyimpanan energi kimia memiliki kepadatan energi yang sangat tinggi – jumlah energi yang tersimpan untuk bahan berat tertentu – dibandingkan dengan banyak bentuk penyimpanan lainnya.

Pada titik ini, para periset telah menunjukkan bahwa prosesnya berhasil. Penelitian yang sedang berlangsung adalah memeriksa bagaimana meningkatkan laju alir oksigen melintasi membran, mungkin dengan mengubah material yang digunakan untuk membangun membran, mengubah geometri permukaan, atau menambahkan bahan katalis pada permukaan. Para peneliti juga bekerja untuk mengintegrasikan membran ke reaktor kerja dan menggabungkan reaktor dengan sistem produksi bahan bakar. Mereka memeriksa bagaimana metode ini dapat ditingkatkan dan bagaimana perbandingannya dengan pendekatan lain untuk menangkap dan mengubah emisi karbon dioksida, baik dari segi biaya dan dampak pada operasi pembangkit listrik secara keseluruhan.

Di pembangkit listrik gas alam yang dimiliki kelompok Ghoniem dan yang lainnya telah bekerja sebelumnya, Wu mengatakan bahwa gas alam yang masuk dapat dipecah menjadi dua aliran, yang akan dibakar untuk menghasilkan listrik sambil menghasilkan aliran karbon dioksida murni, sementara aliran lainnya akan pergi ke sisi bahan bakar dari sistem membran baru, memberikan sumber bahan bakar yang bereaksi dengan oksigen. Aliran itu akan menghasilkan keluaran kedua dari pabrik, campuran hidrogen dan karbon monoksida yang dikenal sebagai syngas, yang merupakan bahan bakar industri dan bahan baku yang banyak digunakan. Syngas juga bisa ditambahkan ke jaringan distribusi gas alam yang ada.

Dengan demikian metode ini tidak hanya mengurangi emisi rumah kaca; itu juga bisa menghasilkan aliran pendapatan potensial lainnya untuk membantu membiayai biayanya.

Proses ini dapat bekerja dengan tingkat konsentrasi karbon dioksida – mereka telah mengujinya sepanjang 2 sampai 99 persen – namun semakin tinggi konsentrasinya, semakin efisien prosesnya. Jadi, sangat cocok untuk aliran keluaran terkonsentrasi dari pembangkit listrik bahan bakar fosil konvensional atau yang dirancang untuk penangkapan karbon seperti pembangkit oxy-combustion.


sumber : mit eurekalert