Cercetătorii de la Institutul Coreean de Cercetare Energetică (KIER) au dezvoltat o nouă tehnologie pentru a descompune agentul frigorific R134a folosind deșeuri industriale.
Tehnologia are mai multe avantaje potențiale de mediu: ar reduce emisiile de gaze cu efect de seră, ar folosi un produs secundar industrial toxic și ar fi mai eficientă din punct de vedere energetic decât metodele existente de distrugere a HFC.
La Laboratorul de compozite cu hidrogen KIER, echipa de cercetare a Dr. Lee Shin-geun a descompus cu succes HFC R134a cu o eficiență de 99% folosind „namol roșu” ca catalizator.
Deșeuri industriale materii prime nămol roșu (stânga) Catalizator nămol roșu transformat în pelete (dreapta)
Nămolul roșu este un produs secundar al producției de aluminiu, care conține oxizi de fier, aluminiu și siliciu și este de culoare roșie. În fiecare an sunt produse peste 200,000 tone. În prezent, cea mai mare parte a noroiului roșu este eliminat la groapa de gunoi, dar este foarte alcalin și conține metale grele, care pot polua solul și apa.
În mod tradițional, R134a este tratat în principal prin metode de ardere și plasmă, dar arderea produce poluare secundară, în timp ce metodele cu plasmă necesită temperaturi ridicate, consumă multă energie și cresc costurile echipamentelor. Pentru a rezolva aceste probleme, echipa de cercetare a dezvoltat o tehnologie de descompunere catalitică care poate funcționa la temperaturi mai scăzute decât plasma. Ei au descoperit că componentele metalice, cum ar fi fierul și aluminiul din noroiul roșu, pot interacționa între ele pentru a forma un catalizator puternic și stabil de descompunere a agentului frigorific.
Nămolul roșu are o structură poroasă, o suprafață mare pe unitate de masă și o stabilitate termică ridicată, ceea ce permite materialelor de reacție să curgă eficient și previne deformarea fizică și chimică și deteriorarea catalizatorului. În plus, noroiul roșu poate servi și ca suport pentru a oferi un mediu propice reacțiilor catalitice și a spori durabilitatea și activitatea catalizatorului.
Pentru a spori și mai mult efectul de descompunere, echipa de cercetare a folosit un proces simplu de tratament termic pentru a promova interacțiunea componentelor de calciu, siliciu și aluminiu pentru a forma un material compozit de aluminat tricalcic și feldspat de calciu și aluminiu. Acest material este de obicei folosit pentru a îmbunătăți rezistența cimentului. Poate spori forța de legare a particulelor de catalizator și poate extinde zona de reacție, îmbunătățind astfel efectul de descompunere.
Fluorura de hidrogen produsă în timpul descompunerii R134a reacţionează cu oxidul de calciu pentru a forma fluorură de calciu. Această fluorură de calciu stabilă chimic formează o peliculă subțire pe suprafața catalizatorului, protejând catalizatorul și împiedicându-l să se defecteze.
Catalizatorul dezvoltat de echipa de cercetare a menținut o rată de descompunere ridicată de peste 99% timp de 100 de ore, prezentând o performanță excelentă de descompunere. Printr-un proces simplu de uscare și zdrobire, se poate produce 1 kg de catalizator pe oră, ceea ce este convenabil pentru producția la scară largă.
Deoarece materiile prime sunt deșeuri industriale reciclate, nu există costuri, ceea ce poate reduce costurile de eliminare a deșeurilor și poate crea venituri suplimentare.
Dr. Li Xingen a spus: „Nămolul roșu este o substanță alcalină puternică care va provoca o poluare gravă atunci când este eliberată în mediu, dar nu a existat o tehnologie adecvată de tratare și reciclare. Tehnologia de fabricare a catalizatorului pe care am dezvoltat-o nu poate doar recicla deșeurile și reduce mediul înconjurător. poluare, dar și descompune eficient agenții frigorifici cu un puternic efect de seră”.
