Forbedret miljøkunnskap om aminbasert CO₂-fangst

Et CLIMIT-støttet prosjekt på utvikling av viktig kunnskap om aminers reaksjon i atmosfæren, har fordoblet den atmosfærekjemiske kunnskapsbasen på feltet.

Ny informasjon er allerede benyttet i modellering av utslipp fra TCM

– Prosjektet har frembragt ny grunnvitenskapelig informasjon for en rekke teknologisk viktige aminer og har fordoblet den atmosfærekjemiske kunnskapsbasen om aminer. Denne nye informasjon er allerede benyttet i modellering av utslipp fra TCM, sier professor Claus Nielsen ved Universitetet i Oslo.

Han ledet prosjektet siden oppstarten i 2015. Nielsen har jobbet med utslipp av aminer i mange år i forbindelse med fullskala fangst og lagring av CO₂ i Norge gjennom aktiviteter på Universitetet i Oslo og på Teknologisenter Mongstad (TCM).

Dagens best utviklede teknologi for CO₂-fangst er basert på bruk av aminer. Når CO₂ fanges i industriell skala fra f. eks. energiproduksjon, avfallsforbrenning og sementindustri vil små mengder aminer alltid slippe ut til omgivelsene. Aminer nedbrytes i luften og det dannes da små mengder nitrosaminer og nitraminer som kan være kreftfremkallende.

Det norske folkehelseinstitutt har gitt anbefalinger for hvor mye nitrosamin og nitramin som kan tillates i luft og i drikkevann. Dette har gitt de norske miljømyndighetene en metode for å sette utslippsgrenser for CO₂-fangstanlegg. Det er flere aminer som kan benyttes til CO₂-fangst, og det kreves derfor detaljert kjennskap til aminenes atmosfærekjemi for å kunne fastsette øvre grenser for hvor mye amin som kan tillates i industrielle utslipp.

Målet for dette prosjektet har vært å fremme kunnskapen om aminer og deres skjebne i miljøet, og derved forenkle miljøkonsekvensvurderinger i forbindelse med implementering av storskala aminbasert karbonfangst- og lagringsteknologi.

For å oppfylle målene har prosjektet gjennomført foto-oksidasjonsstudier av utvalgte aminer inkl. kvantifisering av dannet nitrosaminer og nitraminer og brukt kvantekjemiske beregninger for å utvikle nedbrytningsmekanismer til bruk i atmosfærekjemiske spredningsmodeller.

Nielsen sier det nå er tilstrekkelige data tilgjengelig for sterisk hindrede aminer (AMP), sykliske aminer (piperazin, piperidin, morfolin, imidazol) og åpenkjede polyaminer (etylendiamin, trimetylendiamin) for en pålitelig beregning av nitrosamin- og nitramindannelse ved atmosfærisk nedbrytning av denne typen aminer.

Prosjektet har finansiert en to-årig forskerstilling og i tillegg har PhD studenter og ansatte ved universitet vært knyttet til prosjektet. Til nå er det publisert to artikler i internasjonale journaler og ytterligere fem er under utarbeidelse.

Prosjektet har hatt et sterkt internasjonalt team og eksperter fra både universiteter Oslo, Gøteborg, Innsbruck, Lyon, Leeds og York har deltatt i prosjektet. Blant annet er forbindelsene studert i den fotokjemiske reaktoren EUPHORE i Valencia.

Om prosjektet

Prosjektnummer: 244055
Tittel: Atmospheric Chemistry of Amines and Related Compounds
Prosjektleder: Claus Nielsen, Universitetet i Oslo
Prosjektperiode: Mai 2015 – september 2019
Støtte fra CLIMIT: 6,4 MNOK