Melaminska pjena za izravno hvatanje zraka
Lagani 3D sorbentni nosač za niskoenergetske sustave uklanjanja ugljika
Tehnologije izravnog hvatanja zraka (DAC) nadilaze samu kemiju sorbenata.
Kako se DAC sustavi skaliraju, inženjeri moraju uzeti u obzir i to koliko se velike količine okolnog zraka kreću kroz strukturu za hvatanje, koliko se neaktivne strukturne mase mora zagrijati tijekom regeneracije i koliko se učinkovito sorbent raspoređuje po kontaktoru.
SINOYQX™ istražuje melaminsku pjenu otvorenih ćelija kao:
Lagana 3D sorbentna podrška
za sustave izravnog hvatanja zraka sljedeće generacije.
U ovom konceptu, melaminska pjena ne hvata CO₂ sama po sebi.
Umjesto toga, služi kao lagani porozni nosač koji potencijalno može podržati specijalizirane sorbente CO₂ unutar trodimenzionalne strukture otvorenih ćelija.
Zašto DAC-u treba više od boljih sorbenata
Ambijentalni zrak sadrži relativno nisku koncentraciju CO₂.
Kako bi uklonili značajne količine ugljičnog dioksida, DAC sustavi stoga moraju obraditi vrlo velike količine zraka.
To znači da performanse sustava ne ovise samo o:
Koliko CO₂ može uhvatiti sorbent?
ali i na:
Koliko učinkovito zrak može doći do sorbenta?
Ako struktura sorbenta stvara prekomjerni otpor protoku zraka, sustavu može biti potrebna veća snaga ventilatora i veći unos električne energije.
Istovremeno, ako je sorbent nanesen na teške metale, keramiku ili druge strukturne materijale, te neaktivne komponente možda će trebati više puta zagrijavati i hladiti tijekom regeneracije.
Za DAC sustave sljedeće generacije, inženjerski izazov stoga sve više postaje:
Kemija sorbenta + Arhitektura sorbenta
3D arhitektura sorbenta otvorenih ćelija
SINOYQX™ melaminska pjena ima kontinuiranu trodimenzionalnu strukturu otvorenih ćelija.
Za razliku od konvencionalne dvodimenzionalne površine, zrak se može kretati kroz unutarnju poroznu mrežu pjene.
To stvara priliku za proučavanje sorbentnih premaza, impregnacije i metoda funkcionalizacije površine koje distribuiraju aktivne materijale za hvatanje po cijeloj strukturi.
Potencijalna konfiguracija bi mogla biti:
Ambijentalni zrak
↓
3D melaminska pjena otvorenih ćelija
↓
Sorbent CO₂ raspoređen po pjenastom skeletu
↓
Kontakt plin-kruto tijelo
↓
Hvatanje CO₂ aktivnim sorbentom
↓
Preostali zrak nastavlja prolaziti kroz strukturu
U ovom sustavu, melaminska pjena djeluje kao:
Aktivna funkcija hvatanja CO₂ ostaje kod specijalizirane kemije sorbenta.
Potencijalna korist 1: Manji otpor strujanju zraka
Podržava dizajn DAC kontaktora s niskim padom tlaka
Izravno hvatanje zraka zahtijeva obradu velikog volumena zraka.
Zbog toga je pad tlaka važan inženjerski parametar na razini sustava.
Vrlo gusta struktura kontaktora može pružiti veliku površinu, ali također može povećati otpor protoku zraka.
Cilj stoga nije samo maksimizirati površinu.
Pravi inženjerski cilj je pronaći ravnotežu između:
Učinkovit kontakt plin-krutina
i
Nizak otpor protoku zraka
SINOYQX™ melaminska pjena otvorenih ćelija se procjenjuje kao potencijalna arhitektura za:
Podrška sorbenta s niskim padom tlaka
Budući razvoj može se usredotočiti na:
Ključni odnos koji treba okarakterizirati je:
Brzina zraka u odnosu na pad tlaka
pod realnim uvjetima opterećenja sorbentom.
Potencijalna korist 2: Ultra-niska strukturna masa
Smanjenje neaktivnog toplinskog opterećenja tijekom regeneracije
Mnogi procesi izravnog hvatanja zraka funkcioniraju kroz ponovljene cikluse adsorpcije i regeneracije.
Tipičan proces može uključivati:
Adsorpcija CO₂
↓
Zasićenost sorbenta
↓
Regeneracija
↓
Ispuštanje CO₂
↓
Ponovna upotreba sorbenta
Tijekom termičke regeneracije, unesena energija ne zagrijava samo sorbent.
Nosiva konstrukcija i druge neaktivne komponente također mogu apsorbirati toplinu.
To doprinosi:
Parazitno toplinsko opterećenje
Standardna melaminska pjena SINOYQX™ ima tipičnu gustoću od približno:
8.5 kg / m³
Njegova vrlo mala strukturna masa čini ga kandidatom za procjenu kao:
Podloga sorbenta ultra niske toplinske mase
Potencijalni inženjerski put je:
Donja potporna masa
↓
Niži neaktivni strukturni toplinski kapacitet
↓
Manje neaktivnog materijala koji se više puta zagrijava tijekom svakog ciklusa
↓
Potencijalno niža potražnja za energijom povezana s regeneracijom
Konačna metrika performansi ne bi trebala biti samo težina materijala.
Relevantna metrika na razini sustava je:
Potrošnja energije po toni uhvaćenog CO₂
Potencijalna korist 3: Aktivniji sorbent po jedinici strukturne mase
Tradicionalne planarne podloge uglavnom podupiru aktivni materijal na vanjskoj površini.
Trodimenzionalna porozna skela nudi mogućnost distribucije sorbenta kroz unutarnju mrežu.
To stvara priliku za istraživanje:
Više aktivne površine po jedinici strukturne mase
Potencijalne koristi uključuju:
Cilj je koristiti manje strukturnog materijala uz istovremeno podržavanje aktivnije kemije hvatanja.
SINOYQX™ DAC platforma za podršku sorbenta
SINOYQX™ može podržati zajednički razvoj različitih struktura melaminske pjene za istraživanje izravnog hvatanja zraka.
Standardni stupanj otvorenih ćelija
Pogodno za ranu evaluaciju koja uključuje:
Ova se ocjena može koristiti kao osnovni materijal za eksperimente dokazivanja koncepta.
Nizak stupanj pada tlaka
Dizajnirano za daljnju optimizaciju:
Potencijalna područja istraživanja uključuju:
Hidrofobni stupanj
Pogodno za procjenu rada DAC-a pod:
Ova ocjena može pomoći istraživačima da prouče kako vlaga utječe na:
Ojačani stupanj
Razvijeno za projekte koji zahtijevaju poboljšanja:
Ova je opcija prikladnija za prototipove kontaktora i studije ponovljenih ciklusa.
Zajednički razvojni model
SINOYQX™ ne pozicionira melaminsku pjenu kao sam sorbent CO₂.
Naša uloga je usmjerena na:
3D arhitektura otvorenih ćelija
Stoga je prikladan model suradnje:
Razvijač sorbenta
Pruža stručnost u:
SINOYQX™
Pruža stručnost u:
Zajedno, sustav postaje:
Sorbentna kemija + porozna arhitektura
Ključni parametri performansi koje treba validirati
Ova aplikacija trenutno bi se trebala tretirati kao:
Koncept zajedničkog razvoja
a ne potpuno validirani komercijalni DAC proizvod.
Sljedeće parametre treba procijeniti zajedno s razvijačem sorbenta.
Punjenje sorbenta
Odredite koliko aktivnog sorbenta se može zadržati po:
uz održavanje prihvatljivog protoka zraka i mehaničke stabilnosti.
Apsorpcija CO₂
Procijenite oboje:
CO₂ / Masa sorbenta
i
CO₂ / Volumen modula
razumjeti performanse i na razini materijala i na razini modula.
Pad tlaka
Utvrdite krivulje performansi za različite:
Cilj je generirati:
Brzina zraka u odnosu na pad tlaka
podaci za projektiranje kontaktora.
Kinetika sorpcije
Procijeniti:
Toplinska masa
Usporedite različite arhitekture podrške pod ekvivalentnim kapacitetom hvatanja CO₂.
Ključno pitanje je:
Koliko neaktivnog materijala treba zagrijati i ohladiti tijekom svakog ciklusa regeneracije?
Stabilnost biciklizma
Dugotrajna vožnja biciklom trebala bi procijeniti:
Stabilnost vlage
Procijenite performanse u različitim uvjetima relativne vlažnosti, uključujući promjene u:
Dodatna primjena: Toplinska izolacija u DAC sustavima
Melaminska pjena može se procijeniti i za drugu, konvencionalniju ulogu unutar DAC infrastrukture.
Moguća mjesta za izolaciju uključuju:
Smanjenjem nepotrebnog gubitka topline, toplinska izolacija može podržati niže potrebe za grijanjem unutar DAC opreme.
Ova primjena je odvojena od koncepta sorbentnog nosača i bliža je utvrđenim slučajevima industrijske upotrebe izolacije.
Od laganih materijala do niže parazitske energije
SINOYQX™ ne tvrdi da melaminska pjena izravno hvata CO₂.
Potencijalni put smanjenja ugljika temelji se na sistemskom inženjerstvu:
Razina materijala
Ultra lagani 3D materijal otvorenih ćelija
↓
Razina komponente
Lagani sorbentni nosač
↓
Razina procesa
Potencijalno niži otpor protoku zraka
Niža strukturna toplinska masa
Smanjena neaktivna potporna težina
↓
Razina sustava
Manja potrošnja parazitskog protoka zraka i toplinske energije
↓
Razina uklanjanja ugljika
Potencijalno smanjenje potrebne energije po toni uhvaćenog CO₂
Cilj je jednostavan:
Pomaganje sorbenata da djeluju učinkovitije.
Zašto raditi sa SINOYQX™
SINOYQX™ može podržati programe razvoja materijala za izravno hvatanje zraka pomoću:
Za svaku kemiju sorbenta, optimalna kombinacija:
Struktura pora × Punjenje sorbenta × Protok zraka × Uvjeti regeneracije
treba utvrditi testiranjem.
Razvijte sljedeću generaciju DAC kontaktora sa SINOYQX™
Razvijate li:
i tražim:
Lagana, otvorenih ćelija i prilagodljiva 3D sorbentna podloga?
SINOYQX™ može osigurati uzorke melaminske pjene za procjenu u:
Započnite zajednički razvojni projekt
Sorbentna kemija + 3D porozna arhitektura
za sljedeću generaciju niskoenergetskih sustava za uklanjanje ugljika.
Kontaktirajte SINOYQX™ →
