オハイオ州立大学のエンジニアは、 技術を開発した 二酸化炭素を大気中に排出することなく、化石燃料やバイオマスをガソリンや電気などの有用な製品に変換することができます。

彼らは、太陽光発電や風力発電などの再生可能エネルギーがより広く利用可能になり、手頃な価格で使用できるようになるまで、これが産業がクリーンエネルギーを生み出すことができるようにするための重要なステップになると考えています。

この技術はケミカル ルーピングと呼ばれるプロセスを使用し、酸素を高圧反応器に輸送する小さな金属酸化物粒子を使用して機能します。 これらの粒子はシステム内を循環するため、基本的に空気中に酸素が存在せずに化石燃料とバイオマスを燃焼させ、二酸化炭素を排出しない化学反応を引き起こします。  

ファン・リャンシー博士, OSU の化学および生体分子工学の特別教授である彼は、40 年以上にわたってこの研究に取り組んできました。

99年前、ファン氏と彼のチームは、石炭直接ケミカルループ（CDCL）燃焼と呼ばれるこの技術の一部を実証し、二酸化炭素排出量のXNUMXパーセント以上を大気中への侵入を防ぎながら石炭からエネルギーを放出することに成功した。 彼らの重要な発見は、移動床反応器内で化学燃焼用の酸素を供給し、燃焼後にサイクルを再開するために空気から酸素を回収する酸化鉄粒子を使用した結果でした。

研究であります 公表 エネルギーと環境科学誌に掲載されました。

この発見は当時としては画期的なことでしたが、残りの課題は、この技術を商業運転に役立てるために粒子の磨耗を防ぐことでした。

その時点では、CDLC は 100 日間以上連続使用しても 3000 サイクルしか持続しませんでした。 しかし、その後、研究者らは XNUMX サイクル、つまり XNUMX か月以上の連続使用に耐える製剤を開発しました。

「私たちは周期表から元素を選別し、高い反応性と物理的強度を持つ元素を特定することができました」とファン氏は語った。 「元素のスクリーニングは手の込んだプロセスです。 実証されているように、この粒子のライフサイクルは 3000 サイクルを超えると予想されます。」

この研究も、 公表 エネルギーと環境科学誌に掲載されました。

これまでのところ、これは酸素運搬体についてこれまで報告された中で最長の寿命である。 研究者の次のステップは、統合された石炭燃焼化学ループプロセスでキャリアをテストすることです。

さらに、ファンと彼のチームは、ケミカルループを使用して、現在の技術の半分のコストで「シンガス」、つまり合成ガスを生成する方法を発見しました。 合成ガスは、主に二酸化炭素と酸素を含む混合物です。

特許取得済みのこの方法は、発電所の排気ガスから二酸化炭素を除去して温室効果ガスとして大気中に排出するのを避ける代わりに、実際には二酸化炭素を使用して、アンモニア、プラスチック、炭素繊維など他の多くの有用な製品を製造するものである。

これらのそれぞれの開発により、この技術は商業化に大きく近づきました。

同大学はすでに、水素と合成ガスの供給とプラントを提供する企業であるリンデ・グループや、電力市場向けのクリーン・エネルギー技術を生産するバブコック・アンド・ウィルコックス・カンパニー（B&W）などの業界との連携を開始している。

「ケミカルループ技術が商業的に開発されれば、プロセスの経済性、エネルギー変換効率、汚染軽減戦略、製品形成の変動性の点で化石燃料変換に大きな影響を与えるでしょう」とファン氏は述べた。