Dull newydd o ddal carbon i reoli cynhesu byd-eang wedi'i ddyfeisio i ddal carbon deuocsid o allyriadau tanwydd ffosil.
Allyriadau tŷ gwydr sy'n cyfrannu fwyaf at newid hinsawdd. Mae allyriadau nwyon tŷ gwydr critigol yn ganlyniad i ddiwydiannu ar raddfa fawr a gweithgaredd dynol. Mae'r rhan fwyaf o'r allyriadau tŷ gwydr hyn o Carbon deuocsid (CO2) o losgi tanwydd ffosil. Mae cyfanswm y crynodiad o CO2 yn yr atmosffer wedi cynyddu mwy na 40 y cant ers i'r cyfnod diwydiannu ddechrau. Mae'r cynnydd cyson hwn mewn allyriadau tŷ gwydr yn cynhesu'r blaned yn yr hyn a elwir yn 'cynhesu byd-eang' gan fod efelychiadau cyfrifiadurol wedi dangos mai allyriadau sy'n gyfrifol am gynnydd yn nhymheredd arwyneb cyfartalog y ddaear dros amser sy'n nodi 'newid hinsawdd' oherwydd newidiadau mewn patrymau glawiad, difrifoldeb stormydd, lefelau'r môr ac ati. Felly, datblygu ffyrdd addas o 'dal neu ddal 'mae carbon deuocsid o allyriadau yn agwedd hollbwysig ar fynd i'r afael â newid yn yr hinsawdd. Carbon mae technoleg dal wedi bod o gwmpas ers degawdau ond yn ddiweddar mae wedi cael mwy o ffocws oherwydd pryderon amgylcheddol.
Methodoleg dal carbon newydd
Mae'r weithdrefn safonol o carbon mae dal yn golygu dal a gwahanu CO2 oddi wrth gymysgedd nwyol, yna ei gludo i'w storio a'i storio o bell oddi wrth yr atmosffer fel arfer o dan y ddaear. Mae'r broses hon yn ddwys iawn o ran ynni, yn cynnwys nifer o faterion technegol, risgiau a chyfyngiadau, er enghraifft, tebygolrwydd uchel o ollyngiad yn y safle storio. Astudiaeth newydd a gyhoeddwyd yn Chem yn disgrifio dewis amgen addawol ar gyfer dal carbon. Mae gwyddonwyr yn Adran Ynni UDA wedi datblygu dull unigryw o dynnu CO2 o weithfeydd pŵer llosgi glo ac mae'r broses hon yn gofyn am 24 y cant yn llai o ynni o'i gymharu â meincnodau sy'n cael eu defnyddio yn y diwydiant ar hyn o bryd.
Gweithiodd ymchwilwyr ar ddigwydd yn naturiol organig cyfansoddion o'r enw bis-iminoguanidines (BIGs) sydd â'r gallu i rwymo i anionau â gwefr negyddol fel y gwelwyd mewn astudiaethau blaenorol. Roeddent o'r farn y dylai priodwedd arbennig y Gronfa Loteri Fawr fod yn berthnasol i anionau bicarbonad hefyd. Felly gall y Gronfa Loteri Fawr ymddwyn fel sorbent (sylwedd sy'n casglu moleciwlau eraill) a throsi CO2 yn galchfaen solet (calsiwm carbonad). Mae calch soda yn gymysgedd o galsiwm a sodiwm hydrocsidau a ddefnyddir gan sgwba-blymwyr, llongau tanfor ac amgylcheddau anadlu caeedig eraill i hidlo aer allanadlu ac atal unrhyw groniad peryglus o CO2. Yna gellir ailgylchu'r aer sawl gwaith. Er enghraifft, mae peiriannau anadlu sgwba-blymwyr yn eu galluogi i aros o dan y dŵr am amser hir sydd fel arall yn amhosibl.
Dull unigryw sy'n gofyn am lai o egni
Yn seiliedig ar y ddealltwriaeth hon datblygwyd cylch gwahanu CO2 a ddefnyddiodd doddiant MAWR dyfrllyd. Yn y dull dal carbon penodol hwn roeddynt yn pasio nwy ffliw drwy'r hydoddiant a achosodd i foleciwlau CO2 glymu i sorbent MAWR a byddai'r rhwymiad hwn yn eu crisialu yn fath solet o organig calchfaen. Pan fyddai'r solidau hyn yn cael eu gwresogi i 120 gradd Celsius, byddai CO2 wedi'i rwymo'n cael ei ryddhau a gellid ei storio wedyn. Gan fod y broses hon yn digwydd ar dymheredd cymharol is o'i gymharu â dulliau dal carbon presennol, mae'r ynni sydd ei angen ar gyfer y broses yn cael ei leihau. Ac, gallai sorbent solet yn cael ei hydoddi eto yn dŵr a'u hailgylchu i'w hailddefnyddio.
Mae gan y technolegau dal carbon presennol lawer o faterion parhaus fel problem gyda storio, cost ynni uchel ac ati. Y prif fater yw'r defnydd o hylifau hylif sydd naill ai'n anweddu neu'n dadelfennu dros amser ac sydd hefyd angen o leiaf 60 y cant o gyfanswm yr ynni i'w gwresogi, sy'n hynod uchel. Gorchfygodd y sorbent solet yn yr astudiaeth gyfredol y cyfyngiad ynni oherwydd bod CO2 yn cael ei ddal o halen bicarbonad solet wedi'i grisialu a oedd angen tua 24 y cant yn llai o ynni. Nid oedd unrhyw golled ddifrifol ychwaith hyd yn oed ar ôl 10 cylch yn olynol. Gall yr angen is hwn am ynni leihau costau dal carbon a phan ystyriwn biliynau o dunelli o CO2, gall y dull hwn gael effaith fawr drwy wneud allyriadau tŷ gwydr yn ffordd ddigonol o ddal.
Un cyfyngiad ar yr astudiaeth hon yw'r gallu CO2 cymharol isel a'r gyfradd amsugno sydd i'w briodoli i hydoddedd cyfyngedig sorbent MAWR mewn dŵr. Mae ymchwilwyr yn edrych ar gyfuno toddyddion traddodiadol fel asidau amino i'r sorbents MAWR hyn i fynd i'r afael â'r cyfyngiad hwn. Mae'r arbrawf presennol wedi'i wneud ar raddfa fach lle tynnwyd 99 y cant o CO2 o nwyon llosg. Mae angen optimeiddio'r broses ymhellach fel y gellir ei huwchraddio i ddal o leiaf tunnell o CO2 bob dydd ac o unrhyw wahanol fathau o allyriadau. Rhaid i'r dull fod yn gadarn wrth drin halogiadau mewn allyriadau. Nod terfynol technoleg dal carbon fyddai dal CO2 yn uniongyrchol o'r atmosffer drwy ddefnyddio dull fforddiadwy ac ynni-effeithlon.
***
Ffynhonnell (au)
Williams N et al. 2019. Dal CO2 trwy Dimers Deucarbonad â Bond Hydrogen Crisialog. Chem.
https://doi.org/10.1016/j.chempr.2018.12.025
***
