阿曼的清洁空气技术

阿曼马斯喀特高等技术学院的一群工程学研究生开发出一种新技术,直接从空气中提取二氧化碳,利用化学过程和化学反应将其转化为有用的矿物和纳米级碳。

这个研究小组由Muthana Abdulmajed Jamel博士牵头,成员有:Buthaina Mohammed AL.Saidi、Zainab Salim AL.Hamdi、Basma Abdullah AL.Mawali和Sana Ameen AL.Ghafri。他们的发明有望奠定基础,实现以经济和无污染的方式制造有价值的材料,对抗环境变化。

以百万分率显示二氧化碳值的二氧化碳感应器模型。(高等技术学院提供)

这个空气净化装置可以降低封闭空间(如房间)中二氧化碳的高含量以及经空气传播的有害颗粒(如病毒、微生物和灰尘)数量。这个装置还能产生轻微的湿度,让房间内充满干净新鲜的空气。

装置简介

这种装置和方法通过吸收二氧化碳来净化空气,由装满海水的玻璃容器(9)组成。

容器有铝制成的软角(4)和带有小孔(2)的盖子(3),顶部有支撑(1)。

容器中有带孔(2)的瓶子(7),瓶子通过管子(5)连接到容器外(9)的一个气泵(6)。

从空气中吸收二氧化碳的净化装置模型。(高等技术学院提供)

工作原理

提取二氧化碳的方法有以下步骤:

  • 在玻璃容器里装满海水或者蒸馏水和盐的混合物。
  • 接着,测量室内温度和装置内水的酸碱度(pH值)。
  • 然后,使用装置的二氧化碳感应器来测量房间内的二氧化碳水平。如果二氧化碳浓度超过百万分之600,气泵就会自动启动,将室内空气吸入容器内的瓶子。
  • 室内空气中的二氧化碳气体与海水和其中的盐发生反应,生成碳酸。
  • 测量反应后的酸碱度,确认碳酸生成。
  • 在瓶子里放入不吸收二氧化碳但用作填充物的天然岩石,以控制瓶子里释放气泡的大小。上述化学反应在气泡的表面发生,因此减小气泡的大小十分重要,可以加快反应。
  • 装置里释放的气体所含的二氧化碳含量要低得多。

此装置/方法与以往创新的不同之处

对以前专利解决方案(现有技术)的研究表明,以前的技术:

  • 没有解决空气中的二氧化碳与水相互作用,发生化学反应产生酸的问题,由此导致的水体酸化表明对海洋生物有害。
  • 为有效运行,需要能量输入(由此产生二氧化碳排放)来创造特定的环境条件(如气压和温度)。
  • 溶解二氧化碳气体,当主要环境条件发生变化时,可导致重新排放二氧化碳。

这个装置内置的二氧化碳感应器由两部分组成:便携式元件和HC-12无线收发组件,前者向后者发送信号。当二氧化碳含量超过百万分之600时,与气泵连接的HC-12无线收发组件自动启动,当二氧化碳含量低于这个值时,组件自动关闭。

二氧化碳和绿色环境

大气中的二氧化碳是地球生命体的主要碳源。自前寒武纪晚期,直到工业化以前,地球大气中的二氧化碳浓度一直由光合作用有机体和地质现象来调节。

植物、藻类和蓝藻细菌利用光能发生光合作用,从二氧化碳和水中生成碳水化合物,氧气在这一过程中作为废物产生。没有阳光,就不可能发生光合作用,这意味着在夜间,当植物通过细胞呼吸产生二氧化碳时,二氧化碳的水平上升,因为没有办法通过光合作用吸收或转化气体。

这也意味着,在夜间,农村和农用住宅,尤其是分布在植物间的住宅,二氧化碳的浓度很高。傍晚,植物通过光合作用吸收二氧化碳的能力下降,而人类活动产生的二氧化碳水平上升,对住户产生负面影响,住户可能会出现头痛、失眠、恶心等症状。

这一装置有助于降低此类住宅中的二氧化碳浓度,为住户创造更多福益。它内置的感应器可以监测二氧化碳水平,确保当二氧化碳浓度超过600 ppm时,自动启动装置(及消除二氧化碳气体的过程),当二氧化碳浓度低于这个值时,自动关闭,从而节约能源并减少排放。

知识产权

阿曼马斯喀特高等技术学院认识到保护团队研究成果的重要性,于2018年7月代表这个研究小组提交了专利申请(OM/P/2018/002),并于2019年7月根据《专利合作条约》(PCT)提交了国际申请(PCT/OM2019/050007),要求保护

“一个通过从空气中吸收二氧化碳来净化空气的装置和方法”。

为装置申请专利,对发明进行保护,这十分重要,因为这样有助于建立业务。

导致全球变暖的温室气体逐年增加,因此,支持有助于减轻全球变暖影响的创意和技术开发非常重要。