用于二氧化碳直接空气捕集的碱度浓度摆动
化学物理
2021-12-07 v1
摘要
我们描述了一种新原理——碱度浓度摆动（ACS）——用于二氧化碳直接空气捕集，其通过浓缩已暴露于大气并负载了溶解无机碳的碱性溶液来驱动。浓缩后，二氧化碳的分压升高，从而允许提取与压缩。我们发现更高的浓缩因子导致成比例更高的脱气压力，且在相同浓缩因子下更高的初始碱度浓度相对于进料溶液脱气出更高浓度的 CO2。我们考察了两种脱盐技术，反渗透与电容去离子，作为 ACS 的可能实现，并评估了两个简化的相应能量模型。我们将 ACS 与现有技术方案比较，并估算捕集每年一百万吨 CO2 所需的水、土地与能源。我们发现反渗透与电容去离子两种途径的能量范围下限估算均低于或大致等于现有直接空气捕集方案。对多数条件，我们发现每百万吨 CO2 所需能量与水处理量之间存在反比关系。实现 ACS 需要一种简单的碱性水溶液溶剂（如钾碱度载体）且不需要热作为驱动机制。更一般地，ACS 可通过工业规模脱盐途径实现，意味着现有技术可被借用以进行放大。
引用
@article{arxiv.2112.02390,
title = {Alkalinity Concentration Swing for Direct Air Capture of Carbon Dioxide},
author = {Anatoly Rinberg and Andrew M. Bergman and Daniel P. Schrag and Michael J. Aziz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.02390},
year = {2021}
}
备注
39 pages, 5 main text figures, 6 appendix figures