Ny filtreringsproces gør CO2-oprensning mere effektiv

I et Missionbooster-projekt fra Innovationsfonden har Teknologisk Institut og greentech-virksomheden Estech udviklet en ny filtreringsproces, der reducerer energiforbrug og kemikalieaffald i processen med at fjerne og oprense CO2 fra røggas. 

- Afsættet for projektet var at løse to centrale udfordringer i oprensningen af CO2. Den ene handler om at fjerne ilt fra CO2-strømmen, og den anden handler om at fjerne uønskede salte, så vi sikrer processens effektivitet over tid, forklarer Simon Pitscheider-Teglbjærg, seniorspecialist på Teknologisk Institut

Effektiv CO2-oprensning med elektrokemisk teknologi
Udgangspunktet for Missionbooster-projektet var Estechs oprensningsproces, som bygger på en elektrokemisk metode, hvor røggas fra fx forbrændingsanlæg bliver renset for CO2. Røggassen bliver ledt gennem en højkoncentreret opløsning af kaliumhydroxid. CO2'en bindes til kaliumhydroxiden og danner kaliumkarbonat, som efterfølgende sendes gennem en elektrolysecelle. Her gendannes kaliumhydroxiden, mens CO2'en frigives i ren form.

Denne proces kan bruges alle steder, hvor der produceres meget CO2 – fx forbrændingsanlæg – som man ikke ønsker at slippe ud i atmosfæren. Det er således en måde at fange CO2 direkte ved kilden og oprense den, så den kan anvendes til andre formål. Estech har allerede implementeret processen på et forbrændingsanlæg i Odense, og man arbejder på at udbrede teknologien til andre anlæg.

Ekspertise i brændselsceller fører til innovation – og en patentansøgning
I projektet har Teknologisk Institut bidraget med ekspertise inden for brændselscelleteknologi og filtrering, og sammen med Estech er det lykkedes at forbedre oprensningsprocessen på to områder. 

For det første får man nu energigenvinding fra brint og ilt. I Estechs proces produceres mindre mængder brint og ilt som biprodukter. Tidligere gik disse til spilde, men Teknologisk Institut har udviklet en løsning, hvor brinten kombineres med ilten i en brændselscelle. Det fjerner ilten fra CO2-strømmen – hvilket gør CO2'en lettere at komprimere og anvende – samtidig med at der genereres energi, som kan anvendes til at drive andre dele af processen.

For det andet har man forlænget levetiden på elektrolytten, som er den saltholdige væske, der absorberer CO2’en – og som genbruges flere gange. Tidligere var der et problem med opbygning af uønskede sulfat- og nitratsalte i elektrolytten. Disse salte stammer fra røggassens indhold af kvælstof- og svovloxider, og de kan ikke fjernes elektrokemisk. Over tid medfører det, at hele elektrolytten må udskiftes, hvilket skaber kemikalieaffald og ressourcespild. Men nu har Teknologisk Institut testet en ny filtreringsproces, der effektivt fjerner disse salte – og resultaterne er meget lovende. Faktisk er metoden så nyskabende, at Estech har indsendt en patentansøgning på den.

Som et fysisk resultat af projektet har Teknologisk Institut designet og bygget en testopstilling til brændselscelleteknologien samt en demonstrator til filtreringsprocessen som er blevet overdraget til Estech til videre afprøvning i fuld drift.

- Det spændende ved det her projekt er, at vi har taget nogle biprodukter, der ellers ville gå til spilde, og skabt værdi ud af dem. Samtidig hjælper vi med at løse et konkret problem med salte i elektrolytten, som ellers begrænser processens levetid. Det er innovation, der giver mening både økonomisk og miljømæssigt, lyder det fra Simon Pitscheider-Teglbjærg.

Fra laboratorie til drift – med bredt potentiale for grøn omstilling
CO2-fangst ved kilden er en central del af den globale klimaindsats, særligt inden for CCUS – Carbon Capture, Utilization and Storage. Estechs teknologi fokuserer primært på udnyttelse (utilization) frem for lagring (storage), da ren CO2 kan anvendes til en række værdiskabende formål - fx har Estech indgået partnerskaber med store aktører i drikkevareindustrien, hvor den rene CO2 anvendes i produktionen. 

I løbet af projektet har Teknologisk Institut valideret de nyudviklede løsninger i kontrollerede laboratoriemiljøer. Næste skridt bliver, at Estech demonstrerer, at teknologien også fungerer i fuld drift hos en kunde. Det er man allerede i gang med, og håbet er naturligvis, at løsningen bidrager til at gøre CO2-fangst og -udnyttelse endnu mere attraktivt.

Faktaboks

• Elektrolyt: En saltholdig væske, der kan lede ioner. I Estechs proces cirkulerer en opløsning af kaliumhydroxid, som absorberer CO2 fra røggassen.
• Elektrokemisk proces: Når CO2 bindes til kaliumhydroxiden, dannes kaliumkarbonat. I en elektrolysecelle splittes dette ad igen, så kaliumhydroxiden gendannes, og CO2 frigives i ren form.
• Problemet med salte: Røggas indeholder små mængder kvælstof- og svovloxider (NOx og SOx), som danner uønskede salte i elektrolytten. Disse salte bygger op over tid og kan ikke fjernes elektrokemisk – derfor er filtrering nødvendig for at forlænge elektrolyttens levetid.