Diagramma schematico del ciclo degli adsorbenti di CO2 in un ciclo TSA post-combustione. Credito:Luo Jipeng
Come promettente anidride carbonica (CO2 ) adsorbenti, strutture metallo-organiche (MOF) hanno attirato molta attenzione nel campo della cattura e dello stoccaggio del carbonio (CCS).
Oltre alla proprietà di adsorbimento, anche la prestazione energetica correlata al processo di rigenerazione è un fattore cruciale per lo screening degli adsorbenti MOF adeguati.
Recentemente, un gruppo di ricerca guidato dal Prof. Shi Quan del Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) dell'Accademia Cinese delle Scienze (CAS), in collaborazione con il Prof. Han Wei dell'Università di Scienza e Tecnologia di Hong Kong, ha proposto un strategia sperimentale per studiare la prestazione energetica degli adsorbenti MOF per CO2 cattura nel processo di adsorbimento con oscillazione della temperatura (TSA).
Questo studio è stato pubblicato sul Chemical Engineering Journal il 10 aprile.
La strategia si basa sulla combinazione del metodo calorimetrico e di analisi termica. I ricercatori hanno valutato cinque MOF a base di zirconio isomorfo ben caratterizzati utilizzando questa strategia.
Hanno analizzato il CO2 processo di adsorbimento e desorbimento utilizzando uno strumento di analisi termogravimetrico con un programma di step di temperatura e ha determinato le temperature di desorbimento per questi MOF. Il CO2 i calori di assorbimento e desorbimento di questi MOF sono stati ottenuti da misurazioni generali di adsorbimento isotermico.
Ancora più importante, le capacità termiche specifiche di questi MOF sono state misurate utilizzando un calorimetro a rilassamento e i loro valori termici sensibili nell'intervallo di oscillazione della temperatura sono stati calcolati di conseguenza.
"Le proprietà energetiche coinvolte nel processo TSA, inclusa l'energia di rigenerazione, CO2 la capacità lavorativa e la corrispondente energia parassitaria sono state valutate in modo efficiente e affidabile", ha affermato il Prof. Shi.
I risultati hanno indicato che il calore sensibile per riscaldare gli adsorbenti dalla temperatura di adsorbimento alla temperatura di desorbimento dominava l'energia di rigenerazione e l'energia parassita era inversamente proporzionale alla capacità di lavoro.
La strategia proposta contiene poche ipotesi e ha una risoluzione sufficiente per distinguere piccole differenze nelle proprietà relative all'efficienza energetica dei MOF con strutture e/o composizioni simili.
"Questa nuova strategia può fornire un approccio sperimentale fattibile ed efficace per studiare e valutare il potenziale degli adsorbenti per CO2 cattura", ha affermato il prof. Shi.
"Questo lavoro può essere un buon riferimento per lo sviluppo della metrologia di test degli adsorbenti MOF", ha commentato uno dei revisori. + Esplora ulteriormente
