3Dプリントで二酸化炭素捕捉フィルターを作ることが可能

3D プリントを使用したこの製造プロセスにより、すべてがより高速かつ正確になります。

過去半世紀の人為的 CO2 排出により、大気中の CO2 レベルが急激に増加しました。 それは温室効果の悪化と地球温暖化につながります。 したがって、重要な点源からの CO2 排出を排除することは、気候変動危機と闘うための最も重要な緩和策の 1 つです。

最近の研究で、ノースカロライナ州立大学の科学者らは、二酸化炭素捕捉フィルターの作成に 3D プリンティングが使用できる可能性があることを示しました。 彼らは特に、二酸化炭素と水の重炭酸塩への変換を促進する酵素である炭酸脱水酵素を含むことができるヒドロゲル材料を作成しました。

この研究の筆頭著者であり、ノースカロライナ州立大学の繊維工学、化学、科学の助教授であるジアロン・シェン氏は、「3Dプリントを使用したこの製造プロセスにより、すべてがより速く、より正確になります。アクセスできれば、この機能性素材を作ることができます」と述べた。印刷業者と原材料に。」

科学者たちは、2 つの異なる有機化合物 (印刷用「インク」) と炭酸脱水酵素と呼ばれる酵素を含む溶液を混合しました。 次に、ヒドロゲルの糸状フィラメントを二次元グリッドに印刷しました。 同時に、印刷と同時に溶液を UV 光で固化させます。

ハイドロゲルは連続フィラメントに押し出されるように設計されており、3D プリントに十分な機械的堅牢性を備えています。 液体で満たされた区画化された領域に酵素を含む私たちのセルは、私たちの設計のモデルとして機能しました。 このような環境は、酵素の活動を可能にするのに理想的です。

フィルターの炭素収集の有効性が検査され、科学者らはまた、材料の特性を評価して、材料がどの程度曲がり、ねじれるかを判断しました。 小規模な実験で、彼らはフィルターがガス混合物中の二酸化炭素の 24% を捕捉することを発見しました。 フィルターの直径は 1 インチ (2 センチメートル) 未満でした。 それでも、以前の設計で達成したものよりも捕捉率が低いとしても、それをより大きくし、他のモジュラー形状にして高い柱に積み重ねることは可能です。 これにより、キャプチャの効率が向上する可能性があります。

Shen 氏は、「より高い捕捉率を得るには、フィルターの直径を大きくするか、より多くのフィルターを積み重ねる必要があります。私たちはそれが問題だとは考えていません。これは小規模な工場での初期テストでした」と述べました。テストを容易にするためのスケールです。」

濾過の耐久性に関しては、この素材は 1,000 時間を超えても初期の炭素捕捉性能の 52% を達成することが判明しました。

研究の共著者で、ノースカロライナ州立大学の繊維工学、化学、科学の准教授であるソニア・サーモン氏は、「この研究はまだ初期段階にあるが、我々の発見は、炭素回収装置用の材料を作る新しい方法があることを示唆している」と述べた。私たちは二酸化炭素回収に希望を与えています。」

参考雑誌: