از آنجایی که تمرکز بر کاهش انتشار دی اکسید کربن در صنایع مختلف در سراسر جهان افزایش می یابد، تلاش برای جلوگیری از خروج دی اکسید کربن به اتمسفر با جداسازی آن موضوع مورد توجه بسیاری قرار گرفته است. این تکنیک ها به عنوان جذب و ذخیره کربن (CCS) شناخته می شوند. به عنوان مثال، تأسیسات جذب و ذخیره کربن Quest (CCS) در نزدیکی ادمونتون، آلبرتا، کانادا، بیش از 6.8 میلیون تن دی اکسید کربن را از زمان افتتاح در پایان سال 2015 گرفته و مهر و موم کرده است و آن را به طور ایمن در 2 کیلومتری زیر زمین ذخیره کرده است. مواد تولید شده توسط خوردگی و انتخاب مناسب مواد تجهیزات کلیدی برای عملکرد ایمن، قابل اعتماد و اقتصادی زیرساخت CCS هستند. محیط دمای پایین و آب آزاد تولید شده در طول بسیاری از فرآیندهای CCS می تواند شرایط اسیدی ایجاد کند که می تواند منجر به خوردگی تجهیزات تصفیه شود. به همین دلیل، فولادهای ضد زنگ حاوی نیکل و آلیاژهای نیکل با سطوح بالاتر مقاومت در برابر خوردگی برای ساخت چنین تجهیزاتی ترجیح داده می شوند.
کربن جذب شده از گازها معمولاً از فرآیندهای احتراق حاصل می شود و حاوی سطوح بالایی از رطوبت است. فرآیندهای جذب و جداسازی یا در شرایط مرطوب و اسیدی انجام می شود یا برای جذب دی اکسید کربن نیاز به خشک کردن قبلی دارد یا ممکن است در دماهای بالا و در شرایط سخت انجام شود. علاوه بر این، انتقال دی اکسید کربن از جذب به ذخیره سازی زیرزمینی عمدتاً از طریق خط لوله، کشتیرانی، کامیون ها و راه آهن انجام می شود و دی اکسید کربن قبل از انتقال به محل ذخیره سازی باید مایع شود. تجهیزات مورد استفاده برای انتقال کربن از جذب به ذخیره سازی زیرزمینی معمولاً از فولاد کم آلیاژ حاوی نیکل، فولاد ضد زنگ یا آلیاژهای نیکل ساخته می شوند.
دی اکسید کربن تزریق شده به انبار زیرزمینی معمولا خشک و غیر خورنده است. در طراحی چاه باید خطر خوردگی در محیط ترش در طول عمر چاه در نظر گرفته شود. داده‌های طراحی چاه از ایالات متحده و اتحادیه اروپا نشان می‌دهد که فولادهای ضد زنگ حاوی نیکل و آلیاژهای نیکل معمولاً برای ساخت زیرساخت‌های مهم چاه در جایی که خطر خوردگی وجود دارد استفاده می‌شود. در حال حاضر، ایالات متحده دستورالعمل های روشنی برای طراحی و ساخت چاه های تزریق CO2 ایجاد کرده است که بر اهمیت نیکل به عنوان یک ماده تجهیزات برای ذخیره سازی CO2 زیرزمینی تاکید می کند.
علاوه بر این، انجمن بین‌المللی عملکرد و حفاظت مواد (AMPP) در حال توسعه دستورالعمل‌هایی برای انتخاب مواد و کنترل خوردگی برای حمل و نقل و تزریق CO2 است و مواد حاوی نیکل را به عنوان انتخاب ترجیحی برای ساخت تجهیزات شناسایی می‌کند. این نشان می دهد که نیکل برای مدتی آینده نقش مهمی در انتشار گازهای گلخانه ای خالص صفر خواهد داشت.
نیکل به طور خاص در فرآیند CCS چه مراحلی نقش حیاتی دارد؟ بازیابی دی اکسید کربن از گازهای دودکش نیروگاه های زغال سنگ که با دی اکسید گوگرد و آب آلوده است و میعانات اسیدی تولید می کند که می تواند فولاد کربنی را خورده کند. جذب دی اکسید کربن از جریان های گاز توسط حلال های مایع (به عنوان مثال، آمین ها)، که می تواند منجر به شرایط خورنده اسیدی در جاذب دی اکسید کربن، سیستم های جابجایی آمین مایع، و در ظروف جداکننده های بخار شود که در آن دی اکسید کربن تمیز آزاد می شود. و سیستم های بازیابی برای جاذب های جامد، مانند جذب متغیر دما (TSA)، که همچنین دی اکسید کربن را از جریان گاز از طریق برهمکنش با جاذب حذف می کند، فرآیندی که شامل شرایط مرطوب با دمای نوسان بین 40 درجه تا 100 درجه است. ممکن است اسید کربنیک تشکیل شود، بنابراین مرحله کلیدی در معرض خطر خشک کردن است. برای همه این فرآیندها، استفاده از فولاد زنگ نزن حاوی نیکل آستنیتی توصیه می شود، در حالی که فولاد ضد زنگ دوبلکس حاوی نیکل بیشتر برای دمنده های قبل از جذب توصیه می شود. علاوه بر این، فرآیندهای نوآورانه برای استفاده و جذب CO2، مانند چرخه تولید برق Allam-Fetvedt، نیازمند توربین‌های CO2 و مشعل‌های ساخته شده از آلیاژهای حاوی نیکل، مبدل‌های حرارتی و لوله‌های با دمای بالا هستند که این دو جزء را به هم متصل می‌کنند.
