Kini, lebih daripada 20 tahun ke abad ke-21, kepentingan menangani perubahan iklim semakin pesat. Seperti yang dicadangkan oleh Gabungan Sifar Bersih PBB: Perjanjian Paris 2050 menekankan keperluan untuk pengurangan pelepasan yang ketara dalam tempoh satu dekad untuk mengekalkan pemanasan global di bawah 1.5 ° C dan menjamin iklim yang boleh didiami. Untuk mencapai matlamat ini, pengeluar perindustrian berat dengan cepat membina perniagaan dan melabur banyak, sementara pemula teknologi mencipta penyelesaian baru. Walaupun pelaburan oleh pengeluar perindustrian untuk menyelesaikan masalah dan penciptaan penyelesaian baru oleh syarikat teknologi baru, matlamat global tetap tidak dipenuhi.
Di tengah-tengah penangkapan karbon adalah beberapa tindak balas kimia yang agak mudah. Mana-mana sistem penangkapan dan penjanaan semula karbon mesti beroperasi dengan kecekapan yang melampau untuk memastikan ia tidak memburukkan lagi masalah dengan menggunakan bahan api karbon tinggi atau mengeluarkan lebih banyak karbon ke atmosfera. Dalam erti kata lain, kita perlu menangkap sebanyak mungkin karbon semasa menggunakan karbon jauh lebih sedikit untuk menjana tindak balas daripada ditangkap. Sebaik-baiknya, matlamatnya adalah untuk berdagang input karbon sifar untuk pemulihan karbon tanpa had sebagai output.
Untuk menyelesaikan masalah ini, infrastruktur karbon negatif diperlukan. Cara yang paling cekap, berkesan dan berskala untuk membantu mengurangkan pelepasan CO2 adalah dengan menggunakan penangkapan udara langsung (DAC). Penangkapan udara langsung adalah teknologi yang memisahkan karbon dioksida dari udara untuk menghasilkan produk yang diperlukan secara ekonomi - seperti produk pertanian, bahan binaan, bahan bakar, plastik, dan bahan kimia. DAC juga membolehkan penjujukan - keupayaan untuk menyimpan CO2 untuk tujuan yang membina - mengubahnya daripada ancaman kepada peluang.
Faedah pembuatan bahan tambahan
Mengeluarkan karbon dari atmosfera memerlukan sistem penapis, penukar haba, kondensor, pemisah gas, dan pemampat. Kebanyakan bahagian kompleks ini memerlukan geometri yang sesuai untuk pembuatan bahan tambahan, yang lebih cekap dan berpotensi lebih kos efektif daripada kaedah pembuatan tradisional, dan membawa prestasi yang besar kepada peranti DAC dan faedah ekonomi:
Pengoptimuman reka bentuk untuk kecekapan tenaga. Apabila kami menggunakan keupayaan pengoptimuman reka bentuk pembuatan bahan tambahan kepada sistem penangkapan dan penggunaan karbon ini, kami berpotensi untuk meningkatkan prestasi dan kecekapan secara dramatik, menghampiri kehilangan tenaga.
Kebebasan reka bentuk. Pembuatan prototaip pantas membebaskan reka bentuk untuk menyatakan struktur novel yang diperlukan untuk menangkap dan memproses karbon atmosfera dengan cekap dan menggunakannya untuk melakukan sesuatu yang berguna.
Prestasi. Ia boleh menghasilkan satu siri aloi dengan rintangan suhu tinggi, rintangan kakisan, dan kekonduksian terma yang tinggi.
Keluasan. Dihantar dengan cepat dengan pembuatan berskala untuk menyokong permintaan tinggi untuk peralatan di lapangan.
Kecekapan Rantaian Bekalan. Integrasi komponen dan reka bentuk keseluruhan membolehkan penyelarasan kualiti dan rantaian bekalan. Kita tidak boleh mengabaikan jejak karbon menggunakan pelbagai pembekal di seluruh negara untuk menghasilkan satu komponen.
Pembuatan aditif memenuhi semua keperluan untuk pengeluaran reaktor tersebut dan membolehkan aplikasi yang menangani pelbagai keperluan untuk penangkapan karbon.
Peralatan Turbin Mikro
Mikroturbin adalah teknologi baru muncul dalam pelbagai industri, termasuk penjanaan kuasa. Mereka menawarkan peluang untuk menyediakan tekanan tinggi, penghantaran gas dan cecair yang cekap dalam faktor bentuk kecil dengan jejak tenaga / karbon yang minimum. Kecekapan penangkapan karbon sangat mirip dengan penjanaan elektrik umum dan merupakan fungsi pengeluaran dan input tenaga.
Prestasi tinggi, mampatan udara yang boleh dipercayai, dan kestabilan tekanan sistem adalah penting untuk fungsi sistem penangkapan karbon sekarang dan, yang lebih penting, pada masa akan datang. Apabila sistem penangkapan karbon industri bergerak ke arah lebih banyak unit komersial dan pengeluaran dan operasi teragih, adalah lebih penting untuk menggunakan teknologi turbin padat novel untuk membolehkan kecekapan tinggi, operasi berskala kecil.
Mpenapis ekanikal
Bahagian utama penangkapan karbon adalah terlebih dahulu "menangkap" karbon dengan penapis mekanikal berstruktur, biasanya disalut dengan amina yang menarik karbon. Udara ditarik ke dalam sistem melalui peringkat pertama, yang merupakan peringkat "hubungan udara langsung". Kecekapan penapis yang secara langsung menghubungi udara boleh dimaksimumkan oleh struktur penapis yang membolehkan hubungan maksimum antara udara masuk dan permukaan penapis. Pembuatan aditif membolehkan reka bentuk pertama fungsi penapis ini yang boleh menyebabkan tahap pergolakan dan pencampuran yang tinggi, serta kawasan permukaan yang tinggi untuk sentuhan udara maksimum.
Hmakan penukar
Sisa haba adalah masalah biasa dalam penangkapan karbon. Karbon yang ditangkap dalam peringkat hubungan udara langsung pertama mesti dipindahkan dari penapis mekanikal ke peringkat penapisan hiliran. Dalam banyak penjelmaan teknologi, ini dicapai dengan melepaskan karbon dari penapis dengan stim bertekanan. Penukar haba boleh digunakan untuk mengeluarkan haba sisa dari proses penjanaan stim dan lebih biasa di hilir untuk mengurangkan suhu stim kaya karbon meninggalkan peringkat penapis. Di samping itu, strategi pertukaran haba baru digabungkan dengan penyulingan hiliran dan langkah penapisan mengekalkan proses pada suhu malar untuk mengekalkan tindak balas kimia dan menghasilkan produk karbon output.
Plat penyebar
Plat penyebar biasanya digunakan dalam pemprosesan kimia untuk mengambil isipadu gas atau cecair dan mencampurkannya. Penyebaran cecair berfungsi seperti konsep kollimasi cahaya, yang mengambil sumber cahaya dan menyusun tenaga supaya cahaya meresap keluar dalam laluan rasuk selari. Plat penyebar sangat mirip dengan kepala pemercik hos taman, ia akan mengalirkan cecair huru-hara ke dalam aliran seragam berstruktur. Plat resapan cecair adalah bahagian penting dalam timbunan proses untuk memastikan aliran seragam dan pengendalian cecair kaya karbon semasa ia mengalir.
Pembuatan aditif membolehkan plat penyebar kelantangan tinggi untuk menyediakan penyebaran cecair kecekapan tinggi, terutamanya melalui kerumitan reka bentuk melaksanakan bentuk plat penyebar, tetapi juga bentuk muncung yang meresap. Konsep pinjaman daripada reka bentuk muncung bahan api aeroangkasa dan aplikasi pemercik peralatan modal semikonduktor, plat penyebar yang dihasilkan secara tambahan boleh dibuat 20 kali lebih cepat daripada pemesinan tulen.
Penyejuk dan pegun
Produk kaya karbon yang keluar dari peringkat penapisan boleh dianggap "kotor" dan memerlukan pemprosesan lanjut sebelum ia boleh digunakan. Pemprosesan semula karbon kotor ini boleh dilakukan di luar sistem yang berdiri sendiri, tetapi ini bermakna lebih banyak karbon dihasilkan semasa logistik mengumpul dan mengangkut produk karbon kotor ke kemudahan pemprosesan semula sekunder. Sistem penangkapan karbon yang paling berharga dan menjanjikan mempunyai beberapa tahap pemprosesan semula produk karbon kotor bersepadu, sehingga output sistem penangkapan karbon termasuk produk karbon bersih yang boleh digunakan dan produk sampingan berasaskan air yang selamat.
Menara penapisan, termasuk pegun dan penukar haba dengan penyejukan bersepadu, secara tradisinya agak kompleks untuk dipasang, dengan berpuluh-puluh cengkerang logam lembaran dan peringkat (sehingga beratus-ratus meter siku), serta berpuluh-puluh bebibir, Kelengkapan, manifold, boleh dimesin atau dibuang. Semua ini perlu diperoleh dan dipasang, meningkatkan lagi pengeluaran karbon kolektif dan pencemaran daripada hanya membuat bahagian-bahagian dan memasangnya.
Pembuatan aditif membolehkan pelbagai integrasi komponen dan reka bentuk keseluruhan, yang membolehkan integrasi dan penyelarasan rantaian bekalan yang ketara. Ia juga membolehkan reka bentuk yang pertama dan cekap fungsi yang mempercepatkan peringkat penamat dan memberikan lebih banyak output dalam faktor bentuk yang lebih kecil.
Manifolds (Cecair, Gas, dan Stim)
Penangkapan karbon adalah proses kimia yang melibatkan gabungan cecair dan gas dengan kimia, suhu, dan tekanan. Manifolds mempunyai banyak aplikasi dalam penangkapan karbon, daripada menghantar bahan kimia ke ruang proses, untuk mengedarkan penyejuk dengan cekap kepada komponen penyejukan aktif seperti penukar haba, dan aplikasi pengedaran gas umum. Apa yang menjadikan pengeluaran bahagian-bahagian ini mencabar bukanlah keperluan untuk rintangan kimia atau bahan gred aeroangkasa khas, tetapi keperluan untuk mengekalkan penyamaan tekanan pada banyak garis cawangan dan juga memindahkan cecair melalui ruang proses. Cawangan satu-ke-banyak yang cekap, dan aliran bendalir seragam, ditambah dengan kekangan ruang dan pemasangan, adalah isu geometri di mana pembuatan bahan tambahan mempunyai kelebihan yang unik, dan industri aeroangkasa, pertahanan, dan semikonduktor kini mengguna pakai teknologi Penggunaan yang meluas adalah bukti.
Kemungkinan bahawa kita boleh bernafas lebih mudah pada masa akan datang
Penangkapan dan penapisan udara langsung adalah teknologi utama untuk meningkatkan tahap karbon atmosfera, dan pembuatan bahan tambahan kini menjadikan teknologi lebih cekap. Dalam hal ini, Pemimpin Penyelesaian Utama 3D Systems berkata: "Sistem 3D dan AirCapture telah jauh dalam kerjasama mereka dengan memanfaatkan pembuatan bahan tambahan untuk cepat gatal dan mencipta komponen yang boleh dihasilkan. Geometri kecekapan tinggi digunakan pada timbunan proses dan pertukaran haba meningkatkan kecekapan tangkapan sambil mengurangkan faktor bentuk dan jejak, menjadikan teknologi mudah dipasang dan akhirnya berkembang. Dengan penggunaan teknik pembuatan canggih dan alat reka bentuk yang lebih lanjut, kami percaya lebih mudah untuk memahami bahawa iklim mungkin masih selesa dan boleh didiami untuk generasi akan datang."