Ny filtreringsprosess gjør CO₂-rensing mer effektiv

Teknologisk Institut og Estech har utviklet en filtreringsprosess som reduserer både energiforbruk og kjemikalieavfall i forbindelse med CO₂-rensing. Det gir en svært ren CO₂ som kan utnyttes til andre formål.

Dette melder Teknologisk Institut.

I et Missionbooster-prosjekt fra Innovationsfonden har Teknologisk Institut og greentech-selskapet Estech utviklet en ny filtreringsprosess som reduserer energiforbruk og kjemikalieavfall i prosessen med å fjerne og rense CO₂ fra røykgass.

– Utgangspunktet for prosjektet var å løse to sentrale utfordringer i rensingen av CO₂. Den ene handler om å fjerne oksygen fra CO₂-strømmen, og den andre handler om å fjerne uønskede salter, slik at vi sikrer prosessens effektivitet over tid, forklarer Simon Pitscheider-Teglbjærg, seniorspesialist ved Teknologisk Institut.

Effektiv CO₂-rensing med elektrokjemisk teknologi

Utgangspunktet for Missionbooster-prosjektet var Estechs renseprosess, som bygger på en elektrokjemisk metode der røykgass fra for eksempel forbrenningsanlegg renses for CO₂. Røykgassen ledes gjennom en høy konsentrert løsning av kaliumhydroksid. CO₂-en bindes til kaliumhydroksidet og danner kaliumkarbonat, som deretter sendes gjennom en elektrolysecelle. Her gjendannes kaliumhydroksidet, mens CO₂-en frigjøres i ren form.

Denne prosessen kan brukes alle steder der det produseres mye CO₂ – for eksempel i forbrenningsanlegg – der man ikke ønsker utslipp i atmosfæren. Det er dermed en måte å fange CO₂ direkte ved kilden og rense den slik at den kan brukes til andre formål. Estech har allerede implementert prosessen ved et forbrenningsanlegg i Odense, og arbeider med å utbre teknologien til andre anlegg.

Ekspertise i brenselceller fører til innovasjon – og en patentsøknad

I prosjektet har Teknologisk Institut bidratt med ekspertise innen brenselcelleteknologi og filtrering, og sammen med Estech har de klart å forbedre renseprosessen på to områder.

For det første oppnår man nå energigjenvinning fra hydrogen og oksygen. I Estechs prosess produseres små mengder hydrogen og oksygen som biprodukter. Tidligere gikk disse til spille, men Teknologisk Institut har utviklet en løsning der hydrogenet kombineres med oksygenet i en brenselcelle. Dette fjerner oksygenet fra CO₂-strømmen – noe som gjør CO₂-en lettere å komprimere og bruke – samtidig som det genereres energi som kan brukes til å drive andre deler av prosessen.

For det andre har man forlenget levetiden på elektrolytten, som er den saltholdige væsken som absorberer CO₂-en – og som gjenbrukes flere ganger. Tidligere var det et problem med oppbygging av uønskede sulfat- og nitratsalter i elektrolytten. Disse saltene stammer fra røykgassens innhold av nitrogen- og svoveloksider, og de kan ikke fjernes elektrokjemisk. Over tid fører dette til at hele elektrolytten må skiftes ut, noe som skaper kjemikalieavfall og ressursbruk.

Nå har imidlertid Teknologisk Institut testet en ny filtreringsprosess som effektivt fjerner disse saltene – og resultatene er svært lovende. Metoden er så nyskapende at Estech har sendt inn en patentsøknad.

Som et fysisk resultat av prosjektet har Teknologisk Institut designet og bygget en testoppsett for brenselcelleteknologien samt en demonstrator for filtreringsprosessen, som er overlevert til Estech for videre utprøving i full drift.

– Det spennende med dette prosjektet er at vi har tatt noen biprodukter som ellers ville gått til spille, og skapt verdi av dem. Samtidig bidrar vi til å løse et konkret problem med salter i elektrolytten, som ellers begrenser prosessens levetid. Det er innovasjon som gir mening både økonomisk og miljømessig, sier Simon Pitscheider-Teglbjærg.

Fra laboratorium til drift – med stort potensial for grønn omstilling

CO₂-fangst ved kilden er en sentral del av den globale klimainnsatsen, særlig innenfor CCUS (Carbon Capture, Utilization and Storage). Estechs teknologi fokuserer primært på utnyttelse (utilization) fremfor lagring (storage), siden ren CO₂ kan brukes til en rekke verdiskapende formål – blant annet har Estech inngått partnerskap med store aktører i drikkevareindustrien, der den rene CO₂-en brukes i produksjonen.

I løpet av prosjektet har Teknologisk Institut validert de nyutviklede løsningene i kontrollerte laboratoriemiljøer. Neste steg er at Estech demonstrerer at teknologien også fungerer i full drift hos en kunde. Dette arbeidet er allerede i gang, og håpet er naturligvis at løsningen bidrar til å gjøre CO₂-fangst og -utnyttelse enda mer attraktivt.

Faktaboks

• Elektrolytt: En saltholdig væske som kan lede ioner. I Estechs prosess sirkulerer en løsning av kaliumhydroksid som absorberer CO₂ fra røykgassen.
• Elektrokjemisk prosess: Når CO₂ bindes til kaliumhydroksidet, dannes kaliumkarbonat. I en elektrolysecelle spaltes dette igjen slik at kaliumhydroksidet gjendannes, og CO₂ frigjøres i ren form.
• Problemet med salter: Røykgass inneholder små mengder nitrogen- og svoveloksider (NOx og SOx), som danner uønskede salter i elektrolytten. Disse saltene bygger seg opp over tid og kan ikke fjernes elektrokjemisk – derfor er filtrering nødvendig for å forlenge elektrolyttens levetid.