Spumă de melamină pentru captarea directă a aerului
Suport sorbent 3D ușor pentru sisteme de eliminare a carbonului cu consum redus de energie
Tehnologiile de captare directă a aerului (DAC) depășesc simpla chimie a sorbenților.
Pe măsură ce sistemele DAC se extind, inginerii trebuie să abordeze și modul în care volumele mari de aer ambiental se deplasează prin structura de captare, câtă masă structurală inactivă trebuie încălzită în timpul regenerării și cât de eficient este distribuit sorbentul în întregul contactor.
SINOYQX™ explorează spuma de melamină cu celule deschise ca:
Suport absorbant 3D ușor
pentru sistemele de captare directă a aerului de generație următoare.
În acest concept, spuma de melamină nu captează CO₂ de la sine.
În schimb, servește ca un purtător poros ușor care poate susține sorbenți specializați de CO₂ într-o structură tridimensională cu celule deschise.
De ce DAC are nevoie de mai mult decât de sorbenți mai buni
Aerul ambiental conține o concentrație relativ scăzută de CO₂.
Prin urmare, pentru a elimina cantități semnificative de dioxid de carbon, sistemele DAC trebuie să proceseze volume foarte mari de aer.
Aceasta înseamnă că performanța sistemului nu depinde doar de:
Cât CO₂ poate capta sorbentul?
dar și pe:
Cât de eficient poate aerul să ajungă la sorbent?
Dacă structura sorbentului creează o rezistență excesivă la fluxul de aer, sistemul poate necesita o putere mai mare a ventilatorului și un aport de energie electrică mai mare.
În același timp, dacă sorbentul este susținut pe metale grele, ceramică sau alte materiale structurale, este posibil ca aceste componente inactive să fie, de asemenea, încălzite și răcite în mod repetat în timpul regenerării.
Prin urmare, pentru sistemele DAC de generație următoare, provocarea inginerească devine din ce în ce mai mare:
Chimie sorbentă + Arhitectură sorbentă
Arhitectură 3D cu absorbție cu celule deschise
Spuma de melamină SINOYQX™ prezintă o structură tridimensională continuă cu celule deschise.
Spre deosebire de o suprafață bidimensională convențională, aerul se poate deplasa prin rețeaua poroasă internă a spumei.
Acest lucru creează o oportunitate de a studia acoperirile sorbente, metodele de impregnare și funcționalizare a suprafeței care distribuie materialele de captare active în întreaga structură.
O configurație potențială ar putea fi:
Aerul înconjurător
↓
Spumă melaminică 3D cu celule deschise
↓
Sorbent de CO₂ distribuit pe scheletul de spumă
↓
Contact gaz-solid
↓
Captarea CO₂ de către sorbentul activ
↓
Aerul rămas continuă să circule prin structură
În acest sistem, spuma de melamină acționează ca:
Funcția activă de captare a CO₂ rămâne în compoziția chimică specializată a sorbentului.
Beneficiu potențial 1: Rezistență mai mică la fluxul de aer
Suport pentru proiectarea contactoarelor DAC cu cădere de presiune redusă
Captarea directă a aerului necesită tratarea unui volum mare de aer.
Din acest motiv, scăderea de presiune este un parametru ingineresc important la nivel de sistem.
O structură de contactor foarte densă poate oferi o suprafață mare, dar poate crește și rezistența la curgerea aerului.
Prin urmare, scopul nu este doar maximizarea suprafeței.
Adevăratul obiectiv ingineresc este de a găsi un echilibru între:
Contact eficient gaz-solid
și
Rezistență redusă la fluxul de aer
Spuma de melamină cu celule deschise SINOYQX™ este evaluată ca o arhitectură potențială pentru:
Suport sorbent cu cădere de presiune scăzută
Dezvoltarea viitoare se poate concentra pe:
Relația cheie care trebuie caracterizată este:
Viteza aerului vs. căderea de presiune
în condiții realiste de încărcare cu sorbenți.
Beneficiu potențial 2: Masă structurală ultra-redusă
Reducerea sarcinii termice inactive în timpul regenerării
Multe procese de captare directă a aerului funcționează prin cicluri repetate de adsorbție și regenerare.
Un proces tipic poate implica:
Adsorbție de CO₂
↓
Saturația sorbentului
↓
Regenerare
↓
Eliberare de CO₂
↓
Reutilizarea sorbentului
În timpul regenerării termice, energia de intrare nu încălzește doar sorbentul în sine.
Structura de susținere și alte componente inactive pot, de asemenea, absorbi căldură.
Aceasta contribuie la:
Sarcină termică parazitară
Spuma de melamină standard SINOYQX™ are o densitate tipică de aproximativ:
8.5 kg / m³
Masa sa structurală foarte redusă o face un candidat pentru evaluare ca:
Suport absorbant cu masă termică ultra-scăzută
Calea potențială de inginerie este:
Masă de susținere inferioară
↓
Capacitate termică structurală inactivă mai mică
↓
Mai puțin material inactiv încălzit în mod repetat în timpul fiecărui ciclu
↓
Cerere potențial mai mică de energie legată de regenerare
Indicatorul final de performanță nu ar trebui să fie pur și simplu greutatea materialului.
Metrica relevantă la nivel de sistem este:
Consumul de energie per tonă de CO₂ captat
Beneficiu potențial 3: Absorbent mai activ pe unitatea de masă structurală
Substraturile planare tradiționale susțin în principal material activ pe o suprafață exterioară.
O schelă poroasă tridimensională oferă posibilitatea distribuirii sorbentului într-o rețea internă.
Aceasta creează o oportunitate de a explora:
Mai multă suprafață activă pe unitatea de masă structurală
Beneficiile potențiale includ:
Obiectivul este de a utiliza mai puțin material structural, susținând în același timp o chimie de captare mai activă.
Platformă de suport pentru absorbanți SINOYQX™ DAC
SINOYQX™ poate sprijini dezvoltarea comună a diferitelor structuri de spumă de melamină pentru cercetarea captării directe a aerului.
Grad standard cu celule deschise
Potrivit pentru evaluarea în stadiu incipient care implică:
Această calitate poate fi utilizată ca material de bază pentru experimente de demonstrare a conceptului.
Grad de cădere de presiune scăzută
Conceput pentru optimizarea suplimentară a:
Domeniile de cercetare potențiale includ:
Grad hidrofob
Potrivit pentru evaluarea funcționării DAC în condiții de:
Această clasă poate ajuta cercetătorii să studieze modul în care umiditatea influențează:
Grad armat
Dezvoltat pentru proiecte care necesită îmbunătățiri:
Această opțiune este mai potrivită pentru contactoare prototip și studii cu cicluri repetate.
Model de dezvoltare comună
SINOYQX™ nu poziționează spuma de melamină ca sorbent de CO₂ în sine.
Rolul nostru este axat pe:
Arhitectură 3D cu celule deschise
Prin urmare, un model de cooperare adecvat este:
Dezvoltator sorbent
Oferă expertiză în:
SINOYQX™
Oferă expertiză în:
Împreună, sistemul devine:
Chimie sorbentă + Arhitectură poroasă
Parametri cheie de performanță de validat
Această aplicație ar trebui tratată în prezent ca:
Conceptul de dezvoltare comună
mai degrabă decât un produs DAC comercial complet validat.
Următorii parametri ar trebui evaluați împreună cu revelatorul sorbent.
Încărcare cu sorbent
Determinați cât sorbent activ poate fi reținut per:
menținând în același timp un flux de aer acceptabil și o stabilitate mecanică.
Absorbția de CO₂
Evaluați ambele:
CO₂ / Masă sorbent
și
CO₂ / Volumul modulului
pentru a înțelege performanța atât la nivel de material, cât și la nivel de modul.
Cadere de presiune
Stabiliți curbe de performanță pentru diferite:
Scopul este de a genera:
Viteza aerului vs. căderea de presiune
date pentru proiectarea contactorului.
Cinetica sorbției
A evalua:
Masă termică
Comparați diferite arhitecturi de suport sub o capacitate echivalentă de captare a CO₂.
Întrebarea cheie este:
Cât material inactiv trebuie încălzit și răcit în timpul fiecărui ciclu de regenerare?
Stabilitate pe bicicletă
Ciclismul pe termen lung ar trebui să evalueze:
Stabilitate la umiditate
Evaluați performanța în diferite condiții de umiditate relativă, inclusiv modificările:
Aplicație suplimentară: Izolație termică în sistemele DAC
Spuma de melamină poate fi evaluată și pentru un al doilea rol, mai convențional, în cadrul infrastructurii DAC.
Printre posibilele locații de izolație se numără:
Prin reducerea pierderilor inutile de căldură, izolația termică poate susține un necesar mai mic de încălzire în cadrul echipamentelor DAC.
Această aplicație este separată de conceptul de suport sorbent și este mai apropiată de cazurile de utilizare consacrate ale izolației industriale.
De la materiale ușoare la energie parazitară mai redusă
SINOYQX™ nu susține că spuma de melamină captează direct CO₂.
Calea potențială de reducere a emisiilor de carbon se bazează pe ingineria sistemului:
Nivelul materialului
Material 3D cu celule deschise ultra-ușor
↓
Nivelul componentelor
Suport absorbant ușor
↓
Nivel de proces
Rezistență potențial mai mică la fluxul de aer
Masă termică structurală mai mică
Greutate redusă a suportului inactiv
↓
Nivel sistem
Flux de aer parazit și cerere de energie termică mai mici
↓
Nivelul de eliminare a carbonului
Reducerea potențială a energiei necesare per tonă de CO₂ captată
Obiectivul este simplu:
Ajutând sorbenții să funcționeze mai eficient.
De ce să lucrați cu SINOYQX™
SINOYQX™ poate susține programele de dezvoltare a materialelor de captare directă a aerului cu:
Pentru fiecare compoziție chimică a sorbentului, combinația optimă de:
Structura porilor × Încărcarea cu sorbenți × Flux de aer × Condiții de regenerare
ar trebui determinată prin testare.
Dezvoltați următoarea generație de contactoare DAC cu SINOYQX™
Dezvolti:
și caut un:
Suport sorbent 3D ușor, cu celule deschise și personalizabil?
SINOYQX™ poate furniza mostre de spumă de melamină pentru evaluare în:
Începeți un proiect comun de dezvoltare
Chimie sorbentă + Arhitectură poroasă 3D
pentru următoarea generație de sisteme de eliminare a carbonului cu consum redus de energie.
Contactați SINOYQX™ →
