Metal-organics based solvents for CO2 capture

Aminløsninger som brukes til fangst av CO2 fra eksosgass har den ulempen at man må varme opp løsningen til over 100 grader Celcius for at CO2 skal slippe (regenerering). I dette prosjektet skal vi studere en ny type løsninger for CO2 fangst som vi håper kan regenereres ved temperaturer under 100 grader Celcius. Dersom dette er mulig vil energibruken til fangstprosessen kunne reduseres betraktelig. Så langt i prosjektet er et vannløselig metallorganisk kompleks (MOSolv01) blitt testet i relativt liten skala der man i nærvær av komplekset ser et CO2 opptak på >2 i forhold til mengde kompleks. Syntesen av komplekset er også oppskalert slik at en bedre sammenligning med aminløsninger kan bli gjort. Det har vist seg at opptaket av CO2 på mol-basis er høyere enn for MEA, men på grunn av den relativt høye molekylvekten til MOSolv01 komplekset er det volumetriske CO2 opptaket vesentlig mindre enn for MEA. Dette fører til at energien som skal til for å regenerere en viss mengde CO2 fra MOSolv01 løsningen blir betraktelig høyere enn for en MEA løsning til tross for at en lavere regenererings-temperatur kan, dette fordi et vesentlig større volum løsning må brukes for å fange inn en gitt mengde CO2. Senere forsøk har vist at MOSolv01 komplekset har en viss katalytisk effekt sammen med fysiske aminer som MDEA, med kun ved bruk av reletivt store mengder MOSolv01.

Alkanolamine base solvents for post combustion CO2 capture has two main drawbacks: Firstly the high energy requirement for alkanolamine regeneration, and secondly the low thermochemical stability leading to high amine consumption and subsequent waste depo sition. An alternative type of solvent based on water soluble metal-organic complexes that are able to sorb CO2 reversibly might be an attractive alternative. Initial results have shown that specific complexes can bind CO2 at ambient temperatures and that CO2 can be reversibly released already at 80 ºC. The main objective of the present project is therefore to evaluate this type of solvents further and make a real comparison with state-of art alkanolamine base technology. The research part will be carried out within the SINTEF foundation coupling metal-organic competence in the Department for Process Chemistry with the competence on the development of CO2 capture processes using alkanolamine solutions in the Department for Process Technology. Together the two groups cover the needed expertise. In addition, industry relevance will be ensured by the participation of Statoil.