Blisko 7 mln złotych na realizację projektu „Technologia wychwytu CO₂ ze strumieni gazów przemysłowych z wykorzystaniem zaawansowanych materiałów porowatych” (CO2MAT) zostało przyznanych w III konkursie programu NEON, realizowanego jako wspólne przedsięwzięcie Narodowego Centrum Badań i Rozwoju oraz ORLEN S.A. Projekt, kierowany przez prof. dr hab. Adrianę Zaleską-Medynską, będzie realizowany na Wydziale Chemii UG.
Projekt dotyczy opracowania technologii wychwytu dwutlenku węgla ze strumieni gazów przemysłowych o jego niskiej zawartości, z wykorzystaniem innowacyjnego sorbentu (materiału o wysokiej zdolności pochłaniania cieczy lub gazów) stałego. Sorbent będzie miał postać porowatego polimeru koordynacyjnego otrzymywanego z odpadowego PET. Prace obejmą opracowanie metody syntezy materiału, przygotowanie prototypowej instalacji do wytwarzania sorbentu oraz walidację technologii wychwytu CO₂ w instalacji badawczej.
W przygotowanie projektu, a obecnie także w jego realizację, zaangażowani są pracownicy Uniwersytetu Gdańskiego: prof. dr inż. Adriana Zaleska-Medynska, dr inż. Anna Gołąbiewska, dr inż. Magda Kozak, dr inż. Paweł Mazierski oraz mgr Mateusz Baluk. Przyznana kwota dofinansowania to 6 933 076,25 zł.
O komentarz dotyczący grantu poprosiliśmy Kierowniczkę Projektu prof. dr hab. inż. Adrianę Zaleską-Medynską.
CKiP: - Czemu służy wychwytywanie CO₂ ze strumieni gazów przemysłowych?
Prof. Adriana Zaleska-Medynska: - CO2 jest głównym gazem cieplarnianym generowanym przez działalność człowieka, odpowiedzialnym za globalne ocieplenie. W 2024 roku globalne emisje CO2 wynosiły rekordowe 41,6 mld ton. Tak więc celem wychwytywania CO₂ ze strumieni gazów przemysłowych jest przede wszystkim ograniczenie emisji ditlenku węgla do atmosfery, a tym samym zmniejszenie wpływu działalności przemysłowej na zmiany klimatu.
- Na czym polega wyjątkowość projektu CO2MAT?
- Jedną z głównych technologii, którą stosuje się obecnie do separacji CO₂, jest przemywanie aminowe, oparte na odwracalnej reakcji amin z ditlenkiem węgla, ale metoda ta ma liczne ograniczenia, m.in. emisję lotnych związków, straty rozpuszczalnika, wysokie zużycie energii, duże rozmiary instalacji etc. Przewagą proponowanego rozwiązania jest zastosowanie sorbentu w postaci ciała stałego, na bazie szkieletów metalo-organicznych (ang. metal organic-frameworks, MOFs), który zostanie otrzymany z odpadowego PET (polimeru stosowanego m.in. do produkcji butelek i opakowań).
Przewagą proponowanego sorbentu jest jego wyższa pojemność sorpcyjna względem CO2 niż stosowanych powszechnie roztworów amin, jego łatwość regenerowania, a także możliwość precyzyjnego zaprojektowania MOFs: np. poprzez wprowadzenie określonych jonów, można dostosować MOF do selektywnego wychwytu ditlenku węgla nawet w obecności innych gazów.
- Jakich wyzwań spodziewają się Państwo w trakcie realizacji projektu?
- Projekt jest wieloetapowy i zakłada osiągnięcie określonych kamieni milowych, w tym materiału sorpcyjnego o ściśle zadanej pojemności sorpcyjnej, ale też znaczące obniżenie kosztów syntezy MOF, otrzymanie sorbentu w postaci gotowej do zastosowania w przemyśle (tj. granulatu), a także przetestowanie otrzymanego materiału w pilotowej instalacji do sorpcji CO2, którą trzeba zaprojektować i zbudować. W związku z tym spodziewamy się wyzwań na każdym etapie prowadzenia prac badawczo-rozwojowych. Jednocześnie mój zespół ma już doświadczenie w realizacji projektów B+R, gdzie trzeba osiągnąć ściśle założone cele.
- Zechce się Pani podzielić wrażeniami po uzyskaniu dofinansowania?
- Taka naukowa gorączka. Cały zespól był bardzo zaangażowany w przygotowanie projektu, w tym w przygotowanie oraz udział w panelu w ekspertami z NCBiR oraz ORLENU, więc ogromnie się cieszymy, że projekt jest rekomendowany do finansowania. Badania ukierunkowane na nowe metody syntezy MOFs czy nowe zastosowania MOFs są rozwijane bardzo szybko na całym świecie, a Nagroda Nobla w zeszłym roku za rozwój szkieletów metalo-organicznych jeszcze przyspieszyła te prace. Realizacja tego projektu pozwoli nam na dołożenie „naszej cegiełki” w rozwój nauki o MOFs.
Program NEON wspiera rozwój innowacyjnych rozwiązań dla przemysłu rafineryjno-petrochemicznego, w tym technologii służących redukcji emisji CO₂, poprawie efektywności energetycznej, rozwojowi gospodarki obiegu zamkniętego oraz cyfryzacji procesów. Projekt realizowany na Wydziale Chemii Uniwersytetu Gdańskiego odpowiada na cele programu związane z dekarbonizacją i wdrażaniem ekologicznych technologii wychwytu CO₂.
Szczegółowe informacje o wynikach konkursu są dostępne na stronie Narodowego Centrum Badań i Rozwoju