Ανάπτυξη Καινοτόμου Συστήματος Δέσμευσης Διοξειδίου του Άνθρακα για τις Βιομηχανίες

Η ανάπτυξη και εφαρμογή καινοτόμων τεχνολογιών δέσμευσης διοξειδίου του άνθρακα αποτελεί κρίσιμο βήμα για τη μετάβαση της μεταποιητικής βιομηχανίας σε ένα πιο πράσινο και βιώσιμο μέλλον. Προς αυτή την κατεύθυνση, η Ομοσπονδία Εργοδοτών & Βιομηχάνων (ΟΕΒ) συμμετέχει ως εταίρος στο ερευνητικό έργο «Novel Nano-Enhanced Carbon Capture Systems for Industrial Post-Combustion Processes», το οποίο αποτελεί μια ερευνητική πρωτοβουλία που φιλοδοξεί να αναπτύξει προηγμένα, μικρής κλίμακας συστήματα δέσμευσης διοξειδίου του άνθρακα (CO₂) για βιομηχανικές εφαρμογές. Πρόκειται για μια πρωτοποριακή κυπριακή συνεργασία, που ενώνει την έρευνα, τη βιομηχανία και την καινοτομία, με κοινό στόχο τη μείωση του περιβαλλοντικού αποτυπώματος και την ενίσχυση της βιώσιμης ανάπτυξης.
Το έργο ξεκίνησε τον Ιούλιο του 2024 με τη συμμετοχή των Amadema, Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Κύπρου, Ινστιτούτου Κύπρου και της ΟΕΒ. Το έργο Nano-CarbonCapS στοχεύει στην ανάπτυξη ενός φορητού, μικρής κλίμακας, ενισχυμένου συστήματος μεμβράνης για αποτελεσματικότερη δέσμευση CO₂ σε σχέση με τις υφιστάμενες τεχνολογίες. Σε αντίθεση με τα παραδοσιακά συστήματα που εφαρμόζονται κυρίως σε μεγάλες βιομηχανικές μονάδες παραγωγής ενέργειας, η νέα αυτή συσκευή θα μπορεί να εγκαθίσταται και σε μικρότερες, τοπικές εγκαταστάσεις.
Αν και ο βασικός στόχος του συστήματος που θα αναπτυχθεί είναι η απομάκρυνση του CO₂, το σύστημα δύναται να προσαρμοστεί και για τη δέσμευση άλλων ρύπων, όπως Οξείδια του Αζώτου (Nox), CO (Μονοξείδιο του Άνθρακα), Μεθάνιο (CH₄), Υδρόθειο (H₂S) και Διοξείδιο του Θείου (SO₂). Μέχρι την ολοκλήρωση του έργου, θα παρουσιαστεί πρωτότυπο σύστημα σε βιομηχανικό περιβάλλον, επιτυγχάνοντας Επίπεδο Τεχνολογικής Ετοιμότητας (TRL) 6-7.
Η καινοτομία του Nano-CarbonCapS έγκειται στον συνδυασμό ενός ενισχυμένου νανοϊνώδους αντιδραστήρα μεμβράνης (Intensified Membrane Reactor – IMR) με ιοντικά υγρά (ILs) και/ή βαθιά ευτηκτικά διαλύματα (DESs). Ο σχεδιασμός του συστήματος θα βελτιστοποιηθεί μέσω υπολογιστικής μοντελοποίησης, συνδυάζοντας ατομιστικές προσομοιώσεις για την επιλογή των κατάλληλων υλικών και υπολογιστική ρευστοδυναμική (CFD) για τη ρύθμιση των επιχειρησιακών παραμέτρων, με στόχο τη μέγιστη απόδοση δέσμευσης CO₂.
Πρωταρχικός στόχος του ερευνητικού έργου είναι η δημιουργία μακροπρόθεσμης συνεργασίας μεταξύ βιομηχανικών και ακαδημαϊκών εταίρων, πέραν της διάρκειας του έργου. Η σύμπραξη αυτή αξιοποιεί εξειδικευμένο εξοπλισμό, προηγμένες υποδομές, εξειδικευμένο προσωπικό και τεχνογνωσία, με σκοπό την επιτάχυνση της ανάπτυξης και εμπορικής αξιοποίησης τεχνολογιών δέσμευσης CO₂. Επιπρόσθετα, η αξιοποίηση της εμπειρογνωμοσύνης των εταίρων σε νανοσωματίδια, νανοΐνες πολυμερών και ιοντικά/ευτηκτικά διαλύματα, για τη δημιουργία νανοϋφασμάτων με κατάλληλες μηχανικές και υδροφοβικές ιδιότητες, τα οποία θα ενσωματωθούν σε καινοτόμο αντιδραστήρα μεμβράνης. Ο συνδυασμός ατομιστικής προσομοίωσης (για τη βελτιστοποίηση των φυσικών ιδιοτήτων) και CFD μοντελοποίησης (για τη βελτιστοποίηση της γεωμετρίας και του μηχανισμού δέσμευσης CO₂) θα οδηγήσει σε υψηλή αποδοτικότητα. Τρίτος στόχος του έργου είναι η χρήση πιστοποιημένων μεθοδολογιών αξιολόγησης της απόδοσης του αντιδραστήρα και η διερεύνηση μεθόδων μαζικής παραγωγής των νανο-μεμβρανών Nano-CarbonCapS, με στόχο την καθιέρωση προτύπων ποιότητας και την επίτευξη TRL 6-7 έως την ολοκλήρωση του έργου.
Οι βιομηχανικοί τομείς που αναμένεται να ωφεληθούν περισσότερο από τη νέα τεχνολογία δέσμευσης άνθρακα είναι η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, η μεταποίηση τροφίμων, η παραγωγή τσιμέντου και δομικών υλικών, τα χημικά και πλαστικά, οι θαλάσσιες μεταφορές, η διαχείριση αποβλήτων και η έρευνα & ανάπτυξη προηγμένων υλικών. Οι επιχειρήσεις αυτών των τομέων θα μπορούν να ενσωματώσουν το σύστημα Nano-CarbonCapS στις παραγωγικές τους διαδικασίες, μειώνοντας δραστικά τις εκπομπές CO₂ και άλλων ρύπων.
Η ΟΕΒ, ως επιχειρηματικός φορέας της Κύπρου που εκπροσωπεί περισσότερες από 15,000 επιχειρήσεις από όλους τους παραγωγικούς τομείς, διαδραματίζει καθοριστικό ρόλο στη διασύνδεση της έρευνας με τη βιομηχανία.
Στο πλαίσιο του έργου Nano-CarbonCapS, η ΟΕΒ έχει αναλάβει τα πιο κάτω:
- Εκπροσώπηση της βιομηχανίας, διασφαλίζοντας οι δραστηριότητες και τα αποτελέσματα του έργου ανταποκρίνονται στις πραγματικές ανάγκες της αγοράς και των βιομηχανιών.
- Υποστήριξη της διάχυσης των αποτελεσμάτων σε ευρύτερο βιομηχανικό κοινό, ενισχύοντας τη μεταφορά τεχνογνωσίας και την αξιοποίηση των αποτελεσμάτων σε πραγματικές συνθήκες παραγωγής.
- Διεξαγωγή έρευνας ανάμεσα στις βιομηχανίες για λήψη ανατροφοδότησης σχετικά με τις τεχνικές και λειτουργικές απαιτήσεις, διασφαλίζοντας ότι τα αποτελέσματα του έργου είναι αντιπροσωπευτικά των αναγκών της αγοράς.
- Παροχή καθοδήγησης για τη φάση πιλοτικών δοκιμών ή αξιολόγησης των συστημάτων, με στόχο τη σύνδεση των συνθηκών δοκιμής με το βιομηχανικό περιβάλλον.
- Διάχυση των αποτελεσμάτων της Ανάλυσης Κύκλου Ζωής (LCA) με τις επιχειρήσεις και παροχή συμβουλών για τη βελτίωση της περιβαλλοντικής απόδοσης και της βιομηχανικής βιωσιμότητας των τεχνολογιών δέσμευσης άνθρακα.
- Συντονισμός της βιομηχανικής επίδειξης του συστήματος Intensified Membrane Reactor (IMR), επιδιώκοντας την επίτευξη TRL 6-7. Θα είναι υπεύθυνη για τον σχεδιασμό, τον προγραμματισμό και την εποπτεία των σχετικών δραστηριοτήτων.
- Διοργάνωση εργαστηρίου σε συνεργασία με τους εταίρους, με στόχο την παρουσίαση των τελικών αποτελεσμάτων του έργου.
Το έργο χρηματοδοτείται από τον Μηχανισμό Ανάκαμψης και Ανθεκτικότητας της Ευρωπαϊκής Ένωσης – NextGenerationEU, μέσω του Ιδρύματος Έρευνας και Καινοτομίας.
* Ανώτερος Λειτουργός, Τμήμα Επιχειρηματικής Ανάπτυξης (ΟΕΒ)