Zielona chemia szansą na alternatywne pochłanianie CO2 | Politechnika Gdańska

Treść strony

Aktualności

Data dodania: 2022-05-23

Zielona chemia szansą na alternatywne pochłanianie CO2

Dwaj naukowcy
Na zdjęciu prof. Adam Kloskowski oraz Karol Baran. Fot. Dawid Linkowski/PG
Technologie pochłaniania dwutlenku węgla wciąż są modyfikowane, a naukowcy z całego świata pracują nad ich ulepszaniem bądź nad wprowadzaniem nowych pomysłów. Wiele stosowanych obecnie absorbentów CO2, choć spełnia swoją główną funkcję pochłaniacza dwutlenku węgla, posiada różnego rodzaju wady, a część z nich jest, jednocześnie, szkodliwa dla środowiska naturalnego. Naukowcy z Politechniki Gdańskiej prowadzą badania nad stworzeniem cieczy jonowej, która będzie absorbować szkodliwy gaz bez negatywnego wpływu na środowisko.

Ciecze jonowe to substancje o specjalnych właściwościach. Wpisują się w założenia tzw. zielonej chemii. Właściwościami charakteryzującymi nowoczesne ciecze jonowe są: znikoma prężność par, wysoka trwałość termiczna (wysokie temperatury rozkładu), niskie temperatury topnienia oraz niska toksyczność. Właściwości te pozwalają na ich szerokie zastosowanie w różnych dziedzinach przemysłu oraz badaniach naukowych. Jednym z obszarów, gdzie wiąże się z nimi szczególne nadzieje jest branża energetyczna. Stosowane są one w miejscach wylotowych z różnych procesów, gdzie mogą oczyszczać gazy np. w kominach, płuczkach, skruberach itp.

–  Naszym celem jest znalezienie takich substancji, które będą jak najlepszym absorbentem dwutlenku węgla, a ich stosowanie będzie jak najbardziej ekologiczne i bezpieczne dla środowiska  – tłumaczy Karol Baran, student studiów magisterskich na Wydziale Chemicznym i pomysłodawca badań. 

Stworzenie nowych cieczy jonowych, o określonych właściwościach, których poszukują naukowcy jest procesem długotrwałym. Jedną z metod jest zastosowanie syntezy wielu związków, co jednak jest niezwykle czasochłonne, kosztowne i mało efektywne.

– By znaleźć interesujące nas substancje, nie stosujemy syntezy, tylko prowadzimy badania modelowe z wykorzystaniem metodologii QSPR czyli metody badania ilościowej zależności między właściwością a strukturą – wyjaśnia prof. Adam Kloskowski. – Prowadząc modelowe badania komputerowe w ramach metod chemometrycznych, symulacyjnych, można znaleźć takie cechy substancji, które decydują o właściwościach, których poszukujemy czyli zdolność do pochłaniania dwutlenku węgla, biodegradowalności, ale również gęstości, lepkości czy przenikalności cieplnej. 

– Nasze badania składają się z kilku modułów – wyjaśnia Karol Baran. – W pierwszym etapie tworzymy modele łączące właściwości cieczy jonowych z ich chemiczną strukturą, korzystając z metod statystycznych, uczenia maszynowego i sztucznej inteligencji. Następnie prowadzimy symulacje komputerowe, z wykorzystaniem dynamiki molekularnej, które pozwalają nam zgłębić bliżej mechanizm procesu, dowiedzieć się o sposobie pochłaniania przez ciecz CO2. W ostatnim etapie, mając do dyspozycji ciecze o najlepszych parametrach, zamierzamy przeprowadzać eksperymenty, które ostatecznie potwierdzą ich właściwości. 

Efekty badań zostaną pokazane w pracy magisterskiej Karola Barana, który już planuje kontynuację badań na studiach doktoranckich.

– Badania nad absorbcją dwutlenku węgla wymagają czasu i cierpliwości – podkreśla prof. Adam Kloskowski.  – Ten projekt ich nie kończy, jest to dopiero etap początkowy. Planujemy perspektywę czasową około 4-5 najbliższych lat.


Projekt pn. „Czy dobry materiał do pochłaniania dwutlenku węgla powinien być głównie wolną przestrzenią? - studium przypadku 4-kationowych aminokwasowych cieczy jonowych” jest realizowany w ramach programu Radium Learning Through Research Programs

Przyznane środki: 23 980 zł

Projekt realizowany w ramach Centrum Materiałów Przyszłości

Zobacz inne artykuły o projektach w ramach IDUB

444 wyświetleń