Egnen virksomhed - Carbon Capture

Transkript

1 Egnen virksomhed - Carbon Capture Emil Hansen Jonas Fardrup Hennecke Mathias Brodersen Simon Paw Dam Bodholt

2 Indholdsfortegnelse: Forside Side 1 Indholdsfortegnelse: Side 2 Forord Side 3 Indledning Side 4 Problemanalyse Side 5 Produktbeskrivelse Side 7

3 Forord. Denne opgave er udarbejdet i forbindelse med et teknologiprojekt på Roskilde Tekniske Gymnasium i januar, februar og marts Projektforløbet udmundede i en virksomhedsmesse hvor vores projekt og produkt blev præcenteret for de besøgende. Emnet til denne opgave var Egen virksomhed, hvor vi ud fra et problem, vi selv havde opstillet, skulle udvikle et produkt. Der var ingen begrænsninger på omfanget af projektet, så man kunne vælge at arbejde med præcist, det man ville, og netop fordi temaet var egen virksomhed, så var der mulighed for at inddrage mange aspekter. På baggrund af vores studieretning, kemi og biologi, så valgte vi et problem med en kemisk vinkling, samtidig med at vi gerne ville undersøge, hvordan man starter en virksomhed, og hvor meget arbejde det kræver.

4 Indledning. I Egen Virksomhed -projektet har vores gruppe gået efter det miljøvenlige. Vi har fundet på et filter til biler, der kan filtrere CO 2 fra. Hvorfor bilernes udstødning er skadeligt Biler køre i øjeblikket på fossilt brændstof dette medføre, at de når de køre (afbrænder brændstoffet) udleder CO 2 samt andre skadelige ting så som partikler. CO 2 er dog den mest skadelige for vores planet, da den lægger sig i et lag der virker som et drivhus det vil sige at den holder på varmen der kommer fra solen. Den ødelægger også ozonlaget som er det lag i atmosfæren der beskytter os mod solens UV stråler. CO2 en er også til dels skadelig for os mennesker. Planterne kan ikke nå at optage alt CO2 en det er derfor at denne effekt opstår. I takt med at varmen stiger, ændres der ting i naturen, isen smelter og dyrenes habitat rykkes. F. eks findes der et insekt der æder kartoffelplanterne, de lever ikke i Danmark pga. temperaturen og hvis det bliver de få grader varmere vil dette insekt æde mange af vores kartoffelplanter, det samme er gældende for malaria parasitten, vi har myggen men parasitten kan ikke overleve i vores temperatur. Så bilens udstødning og derved CO 2 kan gøre meget skade på naturen men også os selv På verdensplan er der ca. 600 millioner biler på vejene, og de bærer en stor del af verdens CO 2 - udslip. Selve problemet med den globale opvarmning er, at der er for stort indhold af kuldioxid i atmosfæren. Med et naturligt indhold ville temperaturen være ca. 18 C. Men nu med det menneskeskabte udslip stiger temperaturen nu globalt. Vores nye filter bruger kalkvand, og den base har evne til at optage CO 2. Verdens have kan også optage kuldioxid, men med varmere have bliver evnen svækket. Problemet er opdaget og folk verden over er i gang med at prøve at løse det. Kraftværker prøver sig frem med nye metoder, nogle bedre end andre. Vi vil her fortælle om vores eget filter, der måske kan hjælpe til med at løse problemet.

5 Problemformulering: I vores rapport vil vi prøve at svare så godt vi kan på følgende spørgsmål: o Hvad er problemet med bilers brændstof og udstødning? o Hvorfor er nutidens katalysatorer ikke gode nok? o Hvordan virker vores nye kalkvands-filter? o Hvordan filtrere de på moderne kraftværker? o Alternative metoder til filtrering? Problemanalyse. Moderne kraftværker: Det nye filter: Der er begyndt at dukke nye filtre op på markedet, og de kraftværker der vil gøre noget for klimaet får fat i det nyeste. Et nyt form for filter der er i gang med at blive testet, er ethanolamine-filtret. Det er et stort filter, beregnet for kraftværker. Det er det nyeste på markedet, og et dansk test-kraftværk er i gang med at prøve det. Princippet i dette nye filter er delvist simpelt: CO 2 ledes ind i filter-kammeret, der er et par meter højt og bredt. Inde i kammeret bliver den tygge tåge af kuldioxid sprøjtet med ethanolamine. Det giftige stof suger CO 2 til sig, og bliver dernæst ledt videre til et nyt kammer, hvor væsken bliver varmet op, og frigiver gassen igen. Det er nu indfanget, og kan behandles som det nu skal. Efter opvarmningen er væsken klar til brug igen. Det er en god evne, da det sparer kraftværket for penge og miljøskader. Filteret viser sig indtil videre, at være bedre end forventet, men er ikke klar til landets rigtige kraftværker endnu. Der er stadig tests at gøre. Alger. Naturens eget filter: Det er naturen der altid har renset og filtreret luften for os, så hvorfor ikke gå sammen med den og hjælpe hinanden?

6 Forskere har nemlig lavet et nyt alge-filter. Naturlige alger, optimeret af menneskets viden, bliver sat op ved CO 2 -udskillende værker, og gør også noget ekstra for os. Princippet i et alge-filter er ligesom i havet: Der stilles høje cylindere op uden for værket, der er fyldt med alger i vand. Cylinderen er gennemsigtig så lys kan slippe ind til de små planter. Kuldioxiden der skal filtreres, bobles igennem cylindrene fra bunden, og algerne optager gassen. Med ideelle forhold for algerne, er filtreret utrolig velfungerende. De fleste vil nok vide, at filtreringen af kuldioxiden sker ved fotosyntese. Derfor er der også en bonus ved algernes arbejde. Der kommer nemlig også sukker ud af processen. Og gennem videre bearbejdelse, kan man få olie og proteiner ud af det. Får at få olierne ud af algerne, skal de blot tørres ind til alge-kager. Derefter kan det vaskes ud.

7 Produktbeskrivelse. Carbon Capture: I vores gruppe ville vi gå efter det miljøvenlige, og den globale opvarmning var et godt udgangspunkt, fordi det har effekt på alle. Og hvad bruger stort set alle på Jorden? Biler! Der er over 600 millioner biler på Jordens veje i dag, og de er medvirkende til den globale opvarmning. Deres motorer der kører på fossilt brændstof er store syndere. Det eneste filter en bil har, er katalysatoren. Selv med den på slipper der en stor del CO 2 igennem. Det ville vi gerne forbedre. Vi kom op med noget som vi vidste alleredee virkede; kalkvand. Der skal simpelthen en beholder til bagpå bilerne, hvor CO 2 skal ledes igennem. Kalkvand indfanger karbondioxid og deraf vores firmanavn Carbon Capture. Vores produkt: I vores produkt der skulle være et nyt filter, skal udstødningen fra bilen ledes ned i kalkvandet. CO 2 opfanges nede i væsken, og den overskydende gas ledes videre og ud af bilen. Væsken skal skiftes tit, og det kunne ske på en benzinstation. Der kunne tilkobles et rør der tømmer tanken, og fylder nyt på. Det brugte kalkvand filtreres og kalken samles. Kalken kan nu sælges til landbruget, produktion af mørtel og cement. Skitse over konceptet:

8 For at optimere optagelsen af CO 2, så kan man i selve kammeret man indsætte nogle rør, med små huller på hele overfladen, gassen fra motoren, som indeholder CO 2, skal så ledes igennem disse rør. Derved dannes der mange små bobler, men med en stor samlet overflade, det er nemlig vigtigt at så meget af CO 2 som muligt kan reagere med kalkvandet. Produktets effektivitet: Vi udførte et forsøg, for at måle effektiviteten af vores produkt. Dette foregik ved, at vi med saltsyre og ganske almindeligt skolekridt producerede en afmålt mængde CO 2. Denne mængde CO 2 ledte vi så over i en kolbe med kalkvand, og videre over i et måleglas. Dette forsøg var lidt af en skuffelse, da vi langtfra opnåede den effektivitet, vi havde håbet på. Med 400 ml. mættet kalkvand optog vi 40 ml. CO 2, ud af de 750 ml. vi ledte igennem i forsøg nummer 1. Dette forsøg varede 2 minutter og 30 sekunder. Vi valgte at lave et kontrolforsøg, for at bekræfte at resultatet var nogenlunde præcist. Med 580 ml. ufiltreret/overmættet kalkvand optog vi 50 ml. CO 2, ud af de 750 ml. vi ledte igennem i forsøg nummer 2. Dette forsøg varede ligeledes 2 minutter og 30 sekunder. Det var dette resultat, der ledte til at vi kom frem til ideen om at spalte CO 2 med alfastråling. Teori vedrørende spaltning af CO 2 : Vi har tænkt over at man som alternativt til opfangning kan spalte CO 2 ved hjælp af alfa stråling. På den måde ville vi gerne lave CO2 en til C og O 2 så man på den måde ikke får CO 2 en ud. Princippet er at man inde i bilen skyder CO 2 en med alfa partikler og derved spalter dem, radioaktivitet bliver ikke et problem da alfa stråler kan stoppes af et stykke papir så intet vil blive påvirket. Karbonen kan blive brugt til en hel del bygge materieller o.l. det er et materiale der koster mange penge så hvis man kunne slå to fluer med et smæk ville det være godt. At danne O 2 ud af CO 2 ville være godt af åbenlyse grunde, så som at vi skal bruge det for at leve. Vi tænkte at man kunne lave en boks hvor man kunne have nogle alfa kilder, den skulle ligge mellem udstødning og motoren så når CO 2 en kommer igennem bliver den skudt. Problemet er at det ikke er sikkert at der er nok energi i strålingen til at spalte CO 2 en derfor er det kun et teoretisk forsøg. Vi regnede ud at det ville kræve 393,51 kj/mol energi at spalte CO 2, men vi ved ikke, om vi kan fremkalde så meget energi med alfastråling. Vi har ikke mulighed for at afprøve dette, da det ikke er særlig ansvarligt at arbejde med alfastråling i ubeskyttede områder.