Strategi til evaluering af energiydeevnen af ​​metal-organiske-ramme-baserede kuldioxidadsorbenter

Som lovende kuldioxid (CO₂ ) adsorbenter, metal-organiske rammer (MOF'er) har tiltrukket sig stor opmærksomhed inden for carbon capture and storage (CCS).

Ud over adsorptionsegenskaben er energiydelsen relateret til regenereringsprocessen også en afgørende faktor ved screening for egnede MOF-adsorbenter.

For nylig foreslog et forskerhold ledet af prof. Shi Quan fra Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) ved det kinesiske videnskabsakademi (CAS), i samarbejde med prof. Han Wei fra Hong Kong University of Science and Technology, en eksperimentel strategi til at undersøge energiydelsen af ​​MOF-adsorbenter for CO₂ indfangning i temperatursvingningsadsorptionsprocessen (TSA).

Denne undersøgelse blev offentliggjort i Chemical Engineering Journal den 10. april.

Strategien er baseret på kombinationen af ​​kalorimetri og termisk analysemetode. Forskerne evaluerede fem velkarakteriserede isomorfe zirconium-baserede MOF'er ved hjælp af denne strategi.

De analyserede CO₂ adsorptions- og desorptionsproces ved hjælp af et termogravimetrisk analyseinstrument med et temperaturtrinsprogram og bestemte desorptionstemperaturerne for disse MOF'er. CO₂ optagelses- og desorptionsvarme af disse MOF'er blev opnået fra generelle isotermiske adsorptionsmålinger.

Endnu vigtigere, den specifikke varmekapacitet af disse MOF'er blev målt ved hjælp af et afslapningskalorimeter, og deres fornuftige varmeværdier i temperatursvingningsområdet blev beregnet i overensstemmelse hermed.

"De energiegenskaber, der er involveret i TSA-processen, herunder regenereringsenergien, CO₂ arbejdskapaciteten og den tilsvarende parasitære energi blev effektivt og pålideligt evalueret," sagde prof. Shi.

Resultaterne viste, at den fornuftige varme til opvarmning af adsorbenterne fra adsorptionstemperatur til desorptionstemperatur dominerede regenereringsenergien, og den parasitære energi var omvendt proportional med arbejdskapaciteten.

Den foreslåede strategi indeholder få antagelser og har tilstrækkelig opløsning til at skelne mellem små forskelle i energieffektivitetsrelaterede egenskaber af MOF'er med lignende strukturer og/eller sammensætninger.

"Denne nye strategi kan give en gennemførlig og effektiv eksperimentel tilgang til at studere og evaluere potentialet af adsorbenter for CO₂ fange," sagde prof. Shi.

"Dette arbejde kan være en god reference for MOF-adsorbenttestning af metrologiudvikling," kommenterede en af ​​anmelderne. + Udforsk yderligere

Forskere foreslår ny metode til elektrokatalytisk hydrogenering af acetylen til ethylen under stuetemperatur