CO2スクラバーはどのように機能しますか? ⇒気中から CO2 を除去
CO2スクラバーはどのように機能しますか?
CO2 スクラバーは、空気から CO2 を除去するために不可⽋です。 CO2 で汚染された空気はスクラバーにポンプで送り込まれ、CO2 分⼦を他のガスから分離するイオン交換樹脂に到達します。汚染された空気は浄化され、CO2 スクラバーからポンプで排出されます。その後、廃棄するか再利⽤する必要があります。
⼆酸化炭素（CO2）は空気中のどこにでも存在します。私たちは暖房、電気、炭酸飲料の炭酸維持などの⽇常使⽤に主に CO2 に依存しています。 CO2 は発電所の排出量の約 15% しか占めていないにもかかわらず、地球上の 温室効果ガスの 60% を占めています。
⼤気中の CO2 の量は産業⾰命の初期以来増加しており、地球を守るために今、できるだけ早く排出量を削減する必要があります。
では、CO2 排出危機に対する 1 つの解決策は何でしょうか?私たちの問題に取り組む 1 つの⽅法は、CO2スクラバーの使⽤です。 CO2 スクラバーは、空気から CO2 を除去するために使⽤されます。これらのスクラバーは何⼗年も前から存在しており、潜⽔艦や宇宙船の内部で最も⼀般的に使⽤されています。
CO2スクラバーの仕組み
CO2 スクラバーには多くの種類がありますが、ほとんどの機能は同じであり、どれも空気から CO2 を除去します。⻑年にわたって技術は進歩してきましたが、CO2 スクラバーは依然として使いやすいです。
まず、CO2 で汚染された空気が CO2 スクラバーにポンプで送られます。
次に、汚染された空気はイオン交換樹脂に到達し、存在する CO2 分⼦を引き付け、他のガスから隔離します。 CO2 スクラバーが効果的に機能するには、イオン交換樹脂を定期的に洗浄する必要があることに注意することが重要です。
⾊が変わるソーダライム
他のスクラビング技術を使⽤して、硫⻩などの他の温室効果ガスを分離することもできます。しかし、CO2が最⼤の問題であるため、洗浄事業ではCO2が最も注⽬されています。
最後に、汚染された空気は浄化 (スクラビング) され、CO2 スクラバーの外に排出されます。除去プロセスでは、湿った空気を使⽤して炭素を除去し、その後廃棄または再利⽤します。科学者たちは、将来的には、集められた炭素が⾷物や肥料⽤の 藻類の成⻑に使⽤できると考えています。
液体溶剤を使⽤するCO2スクラバー
CO2 スクラバー内で分離する最も⼀般的な⽅法は、液体溶媒を使⽤することです。液体溶媒はスクラバー内で CO2 と結合し、成分を分離/分離します。
現在、CO2 スクラバーではアンモニア⽔とモノエタノールアミン (MEA) が最も⼀般的に使⽤されていますが、どの溶媒を使⽤してもプロセスは基本的に同じです。
CO2 の燃焼と収集後、溶媒が追加され、CO2 が吸収され、逆の化学反応が活性化され、新しい化合物が形成されます。
この新しい化合物は他のガスから分離され、より固体の状態を形成します。次に、新しいコンパウンドはスクラバー内の新しいチャンバーにポンプで送られ、そこで再加熱されます。加熱されると、CO2 分⼦は保管場所に移動されます。その後、溶媒は再利⽤されます。
その他の CO2 除去⽅法
溶剤は最も⼀般的な CO2 洗浄⽅法ですが、他の⽅法には次のようなものがあります。
- 吸着剤を使⽤して CO2 分⼦を除去できる場所に引き寄せます。
- CO2 分⼦を除くガスを通過させる選択透過性膜を使⽤します。
- ガスを冷却して CO2 を強制的に凝縮、分離します。
CO2スクラバーを使⽤する⽤途
発電所
前述したように、CO2 スクラバーは、発電所が気候変動に及ぼす影響を軽減するために炭素の回収と貯蔵に使⽤されます。 化⽯燃料を燃やす発電所は世界の総 CO2 排出量の 3 分の 1 以上を排出しており、温室効果ガスの主な原因の 1 つとして分類されています 。
私たちはより環境に優しいエネルギーを構築する技術を持っていますが、多くの発電所は代替エネルギー源に切り替える傾向がありません。そのため、CO2 スクラバーが依然として多⽤されています。
スペースシャトル/宇宙船
スペースシャトル/宇宙船内の乗組員が密閉空間で継続的に CO2 を吸い続けた場合、致死的となる可能性があります。スペースシャトル周回機では、空気中の CO2 を継続的に除去するために再⽣型 CO2 除去システム (RCRS) が使⽤されています。 CO2 スクラバーを使⽤すると、吸着剤キャニスターを交換することなく、シャトルミッションを宇宙で⻑く続けることができます。
アポロ 13 号 CO2 スクラバー
潜⽔艦
潜⽔艦では、CO2 スクラバーが再⽣液体吸収剤を使⽤して、潜⽔艦内の周囲の空気から CO2 を継続的に除去します。使⽤した液体吸収剤は常に再利⽤されます。
⽔族館
多くの⽔族館では、プロテインスキマーに接続された CO2 スクラバーを使⽤して CO2 を除去し、⽔槽内の pH レベルを安定に維持します。 pH レベルを維持することは、サンゴや⿂の健康を改善するのに役⽴ちます。スクラバー内で使⽤される CO2 吸収媒体は、CO2 を除去して捕捉します。
リブリーザー
⼆酸化炭素スクラバーは、リブリーザーなどの⽣命維持システムで呼気を除去するために使⽤されます。その⼀例が、スキューバダイビングで⽔中で呼吸するために使⽤される 「リブリーザーシステム」です。
CO2スクラバーのまとめ
⼆酸化炭素（CO2）は私たちの周りにあふれています。残念ながら、私たちが⽣産する⼆酸化炭素の量を隔離できる⼗分な植物は陸上にも海洋にもありません。そのため、私たちはCO2スクラバーなどの技術を使⽤して空気からCO2を除去します。
CO2 スクラバー内では、CO2 で汚染された空気がスクラバー内にポンプで送り込まれ、CO2 分⼦を他のガスから分離するイオン交換樹脂に到達します。汚染された空気は浄化され、CO2 スクラバーからポンプで排出されます。その後、廃棄するか再利⽤する必要があります。