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>vwinchina德赢>碳爱好旨在减少工业排放的材料

在橡树岭国家实验室和田纳西州诺克斯维尔大学的研究,证实了经济实惠的气体膜,可以从工业排放中清除二氧化碳的新型制造方法。信用贷:田纳西州的杨真真/大学
在橡树岭国家实验室和田纳西州诺克斯维尔大学的研究,证实了经济实惠的气体膜,可以从工业排放中清除二氧化碳的新型制造方法。信用贷:田纳西州的杨真真/大学

抽象:
在能源部橡树岭国家实验室的部门和田纳西州诺克斯维尔,大学的研究人员在前进气膜材料,以扩大实用技术选项,减少工业的碳排放量。

爱好碳基材料,旨在减少工业废气

橡树岭,TN |发表于2020年7月3日

发表在化学结果证明为膜材料,可以克服在选择性和渗透性当前瓶颈,关键变量驱动碳捕获在真实环境中的性能的制造方法。

“经常有你如何选择或如何渗透使膜过滤掉二氧化碳,而不允许其他气体穿过的权衡。理想的情况是创建具有高渗透性和选择性材料”的真真杨UT的说化学系。

气膜可用于减少燃烧后或通过燃烧化石燃料产生的工业废气排放量很有前途,但仍处于发展阶段的技术。

这个概念很简单:一薄的,多孔膜作为用于废气的混合物,选择性地允许二氧化碳,或CO 2,来自由地流过成被保持在减压状态的集电极,但防止氧,氮和其它气体从过滤器沿标记。

与现有的化学方法从工业过程捕获CO2,膜很容易安装并能与任何其他步骤或增加能源成本,长时间无人操作。美中不足的是,以扩大该技术的商业收养需要新的,具有成本效益的材料。

“气膜需要在一侧和压力通常在其他真空以保持自由流动的环境中,这也就是为什么材料选择性和渗透性是开发技术,因此重要的是,”橡树岭国家实验室化学品科学部ILJA Popovs所述。“不佳的材料通过该系统需要更多的能量来推动气体,使先进材料的关键是保持低能源成本。”

不自然,只有少数合成材料已经超过了所谓的罗伯逊上限,已知边界是如何约束选择性渗透大部分材料可以是之前这些利率开始下降。

具有足够高的选择性和渗透率的高效气体分离材料是罕见的,经常由昂贵的原料,其生产需要任一冗长的合成或昂贵的过渡金属催化剂制得的。

“我们的目标是测试一个假设,即引入氟原子引入膜材料可以改善碳捕获和分离性能,”杨说。

氟元素,用来做消费类产品,如聚四氟乙烯和牙膏,优惠二氧化碳亲特性,使其对于碳捕获应用具有吸引力。这也是广泛使用,使其成为低成本的制作方法比较经济实惠的选择。由于引入的氟进入材料来实现其爱好碳功能的根本性的挑战研究氟化气体膜受到了限制。

“我们的第一步是创建一个使用简单的化学方法和商购原料独特的基于含氟聚合物,”杨说。

接着,研究人员使用热给它的多孔结构和功能所需的,用于捕获CO 2转化的,或碳化,所述材料。在两个步骤的过程保留了氟化基团和在最终材料中升压的CO 2选择性,克服在其他合成方法所遇到的基本障碍。

“该方法导致具有高表面积和超微孔的二氧化碳亲材料,该材料在高温操作条件下稳定的,”杨说。“所有这些因素使其成为碳捕获和分离膜有希望的候选。”

该材料的新颖的设计有助于其卓越的性能,在高选择性和渗透性率观察到超过罗伯逊上限,有些事只有材料少数已经完成。

“我们的成功是表明在今后膜材料利用氟可行路线的材料的成就。此外,我们使用市售的廉价原料,实现了这一目标,” Popovs说。

基本发现扩大了对碳捕获膜实用的选项有限库和发展与其他任务的特定功能氟化膜开辟了新的方向。

研究人员的目标是未来研究由氟化机制膜吸收和运输CO2,一个基本的步骤,将与有意针对抢二氧化碳排放量的材料告知更好的碳捕获系统的设计。

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关于橡树岭国家实验室
这项研究是由科学能源部办公室的支持。

UT斯达康,巴特尔管理橡树岭国家实验室的科学能源部办公室。在美国,科学办公室的物理科学基础研究的单一最大支持者正在努力解决一些我们这个时代最紧迫的挑战。欲了解更多信息,请访问:https://www.energy.gov/science

欲了解更多信息,请点击这里

联系方式:
阿什利哈夫

865-241-6451

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版权所有©橡树岭国家实验室

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该杂志文章发表的,“超越罗伯逊上限CO2 / N2分离与个氟化碳分子筛膜。”:

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