Nad otrzymywaniem ultraczystych zeolitów i mezoporowatych materiałów krzemionkowych z popiołów lotnych do wybranych zastosowań środowiskowych pracuje Rafał Panek, naukowiec z Laboratorium Budownictwa w Wydziale Budownictwa i Architektury na Politechnice Lubelskiej. Uczony jest kierownikiem grantu dziewiątej edycji programu LIDER Narodowego Centrum Badań i Rozwoju – kierowanego do utalentowanych młodych naukowców.
– Chcemy opracować warunki syntezy ultraczystych – bez pozostałości popiołowej – struktur zeolitowych oraz mezoporowatej krzemionki z roztworu odpadowego po produkcji zeolitów z popiołów lotnych. Otrzymanie takich materiałów pozwoli wykorzystać je w procesie sorpcji CO2 z gazów odlotowych oraz magazynowania wodoru – tłumaczy kierownik projektu.
Zakres projektu obejmuje przeprowadzenie syntez ultraczystych materiałów sorpcyjnych w skali laboratoryjnej, a następnie powstanie demonstracyjny, pilotażowy blok technologiczny pozwalający na ich otrzymywanie w skali ½ technicznej. Będzie on mógł działać niezależnie, ale też może stanowić element technologiczny wykorzystywany w istniejącym już prototypie instalacji do produkcji zeolitów.
– Ponadto w naszym projekcie planujemy badania pilotażowe w warunkach zbliżonych do rzeczywistych. Przeprowadzimy je na Uniwersytecie w Nottingham w Wielkiej Brytanii. Tam znajduje się stanowisko badawcze złożone między innymi ze złoża fluidalnego (bardzo popularna technologia spalania węgla w Polsce), na którym można przeprowadzić testy sorpcji CO2. Na Politechnice Lubelskiej natomiast zostaną przeprowadzone testy statyczne sorpcji dwutlenku węgla i wodoru – wyjaśnia Rafał Panek.
Zastosowanie roztworu poreakcyjnego z syntezy zeolitów do otrzymywania ultraczystych zeolitów i mezoporowatej krzemionki przyczyni się do obniżenia kosztów produkcji projektowanych materiałów. Opracowana technologia wpłynie na jeszcze większe zagospodarowanie popiołów lotnych, które ciągle stanowią uciążliwe dla środowiska odpady.
– Warto zwrócić uwagę na bardzo istotny cel badawczy projektu, jakim jest analiza możliwości wykorzystania właściwości sorpcyjnych otrzymanych materiałów do wychwytywania CO2 i magazynowania wodoru. Wykorzystanie ich poprawi jakość środowiska poprzez zastosowanie sorbentu do wychwytywania CO2 z gazów spalinowych – dodaje naukowiec.
Emisja gazu cieplarnianego jakim jest dwutlenek węgla (CO2) stanowi problem dla wielu zakładów przemysłowych typu: elektrownie, elektrociepłownie, cementownie, rafinerie itp. Rosnący popyt na energię oraz wizja kończących się źródeł kopalnych sprawiły, że dużo uwagi poświęca się odnawialnym źródłom energii (energia słoneczna, energia wiatrowa, energia jądrowa, pływowa, wodna, biopaliwa i energia geotermalna). Wodór wydaje się być najlepszym źródłem energii ze względu wysoką wartość opałową (120 MJ/kg).
– Z powodu braku efektywnego sposobu gromadzenia wodoru wciąż prowadzone są badania nad odpowiednią metodą jego magazynowania – tłumaczy kierownik projektu.
Na potrzeby przemysłowego zastosowania otrzymanych zeolitów i mezoporowatych materiałów krzemionkowych zostaną przeprowadzone testy sorpcji CO2 i H2 w skali laboratoryjnej i pilotażowej, co pozwoli dodatkowo na ocenę ekonomiczną procesu produkcji i zastosowania opracowanych materiałów.
Tak więc, w niniejszym projekcie rozwiązywane są ważne problemy środowiskowe – zwiększenie ilości wykorzystywanych popiołów lotnych, z których są otrzymywane pełnowartościowe materiały mające zastosowanie w usuwaniu szkodliwych składników gazów wylotowych oraz magazynowaniu wodoru.
Anna Wesecka
