Αφρός μελαμίνης για άμεση δέσμευση αέρα

Ελαφριά τρισδιάστατη βάση προσρόφησης για συστήματα απομάκρυνσης άνθρακα χαμηλής ενέργειας

Οι τεχνολογίες άμεσης δέσμευσης αέρα (DAC) ξεπερνούν την απλή χημεία των προσροφητικών ουσιών.

Καθώς τα συστήματα DAC κλιμακώνονται, οι μηχανικοί πρέπει επίσης να εξετάσουν το πώς μεγάλοι όγκοι ατμοσφαιρικού αέρα κινούνται μέσω της δομής δέσμευσης, πόση ανενεργή δομική μάζα πρέπει να θερμανθεί κατά την αναγέννηση και πόσο αποτελεσματικά κατανέμεται το προσροφητικό σε όλο τον επαφέα.

Η SINOYQX™ διερευνά τον αφρό μελαμίνης ανοιχτών κυψελών ως:

Ελαφριά υποστήριξη 3D προσροφητικού

για συστήματα άμεσης καταγραφής αέρα επόμενης γενιάς.

Σε αυτή την περίπτωση, ο αφρός μελαμίνης δεν δεσμεύει CO₂ από μόνος του.

Αντίθετα, χρησιμεύει ως ένας ελαφρύς πορώδης φορέας που μπορεί ενδεχομένως να υποστηρίξει εξειδικευμένα προσροφητικά CO₂ μέσα σε μια τρισδιάστατη δομή ανοιχτών κυψελών.

Γιατί το DAC χρειάζεται κάτι περισσότερο από καλύτερα προσροφητικά

Ο ατμοσφαιρικός αέρας περιέχει σχετικά χαμηλή συγκέντρωση CO₂.

Για την απομάκρυνση σημαντικών ποσοτήτων διοξειδίου του άνθρακα, τα συστήματα DAC πρέπει επομένως να επεξεργάζονται πολύ μεγάλους όγκους αέρα.

Αυτό σημαίνει ότι η απόδοση του συστήματος δεν εξαρτάται μόνο από:

Πόσο CO₂ μπορεί να δεσμεύσει το ροφητικό;

αλλά και σε:

Πόσο αποτελεσματικά μπορεί ο αέρας να φτάσει στο ροφητικό;

Εάν η δομή του προσροφητικού υλικού δημιουργεί υπερβολική αντίσταση στη ροή του αέρα, το σύστημα ενδέχεται να απαιτεί υψηλότερη ισχύ ανεμιστήρα και μεγαλύτερη είσοδο ηλεκτρικής ενέργειας.

Ταυτόχρονα, εάν το προσροφητικό υλικό υποστηρίζεται από βαρέα μέταλλα, κεραμικά ή άλλα δομικά υλικά, αυτά τα ανενεργά συστατικά ενδέχεται επίσης να χρειάζεται να θερμαίνονται και να ψύχονται επανειλημμένα κατά την αναγέννηση.

Για τα συστήματα DAC επόμενης γενιάς, η μηχανική πρόκληση γίνεται ολοένα και περισσότερο:

Χημεία Προσροφητικών Υλικών + Αρχιτεκτονική Προσροφητικών Υλικών

Τρισδιάστατη Αρχιτεκτονική Προσροφητικού Ανοιχτού Κυττάρου

Ο αφρός μελαμίνης SINOYQX™ διαθέτει μια συνεχή τρισδιάστατη δομή ανοιχτών κυψελών.

Σε αντίθεση με μια συμβατική δισδιάστατη επιφάνεια, ο αέρας μπορεί να κινηθεί μέσω του εσωτερικού πορώδους δικτύου του αφρού.

Αυτό δημιουργεί την ευκαιρία να μελετηθούν οι προσροφητικές επιστρώσεις, ο εμποτισμός και οι μέθοδοι επιφανειακής λειτουργικοποίησης που κατανέμουν τα ενεργά υλικά δέσμευσης σε όλη τη δομή.

Μια πιθανή διαμόρφωση θα μπορούσε να είναι:

Περιβάλλων αέρας
↓
Αφρός μελαμίνης ανοιχτών κυψελών 3D
↓
Ροφητικό CO₂ διανεμημένο στον σκελετό αφρού
↓
Επαφή αερίου-στερεού
↓
Δέσμευση CO₂ από το ενεργό προσροφητικό
↓
Ο υπόλοιπος αέρας συνεχίζει να διέρχεται μέσω της δομής

Σε αυτό το σύστημα, ο αφρός μελαμίνης λειτουργεί ως:

• Φορέας προσρόφησης
• Πορώδες ικρίωμα
• Δομημένη Υποστήριξη
• Πλαίσιο 3D

Η ενεργή λειτουργία δέσμευσης CO₂ παραμένει με την εξειδικευμένη χημεία του προσροφητικού υλικού.

Πιθανό όφελος 1: Χαμηλότερη αντίσταση ροής αέρα

Υποστήριξη σχεδιασμού επαφέα DAC χαμηλής πτώσης πίεσης

Η άμεση σύλληψη αέρα απαιτεί χειρισμό μεγάλου όγκου αέρα.

Για αυτόν τον λόγο, η πτώση πίεσης είναι μια σημαντική παράμετρος μηχανικής σε επίπεδο συστήματος.

Μια δομή επαφέα υψηλής πυκνότητας μπορεί να παρέχει μεγάλη επιφάνεια, αλλά μπορεί επίσης να αυξήσει την αντίσταση στη ροή του αέρα.

Επομένως, ο στόχος δεν είναι απλώς η μεγιστοποίηση της επιφάνειας.

Ο πραγματικός στόχος της μηχανικής είναι να βρεθεί μια ισορροπία μεταξύ:

Αποτελεσματική επαφή αερίου-στερεού

και

Χαμηλή αντίσταση ροής αέρα

Ο αφρός μελαμίνης ανοιχτών κυψελών SINOYQX™ αξιολογείται ως πιθανή αρχιτεκτονική για:

Υποστήριξη ροφητή χαμηλής πτώσης πίεσης

Η μελλοντική ανάπτυξη μπορεί να επικεντρωθεί στα εξής:

• Διαπερατότητα αέρα
• Πτώση πίεσης
• Ταχύτητα αέρα
• Δομή πόρων
• Πάχος αφρού
• Φόρτωση ροφητή
• Κατανομή προσροφητικών ουσιών
• Αποδοτικότητα μεταφοράς μάζας

Η βασική σχέση που πρέπει να χαρακτηριστεί είναι:

Ταχύτητα αέρα έναντι πτώσης πίεσης

υπό ρεαλιστικές συνθήκες φόρτωσης ροφητικού υλικού.

Πιθανό Όφελος 2: Εξαιρετικά Χαμηλή Δομική Μάζα

Μείωση του ανενεργού θερμικού φορτίου κατά την αναγέννηση

Πολλές διεργασίες άμεσης δέσμευσης αέρα λειτουργούν μέσω επαναλαμβανόμενων κύκλων προσρόφησης και αναγέννησης.

Μια τυπική διαδικασία μπορεί να περιλαμβάνει:

Προσρόφηση CO₂
↓
Κορεσμός ροφητή
↓
Αναγέννηση
↓
Απελευθέρωση CO₂
↓
Επαναχρησιμοποίηση Προσροφητικών

Κατά τη θερμική αναγέννηση, η εισερχόμενη ενέργεια δεν θερμαίνει μόνο το ίδιο το προσροφητικό.

Η δομή στήριξης και άλλα ανενεργά εξαρτήματα ενδέχεται επίσης να απορροφούν θερμότητα.

Αυτό συμβάλλει σε:

Παρασιτικό θερμικό φορτίο

Ο τυπικός αφρός μελαμίνης SINOYQX™ έχει τυπική πυκνότητα περίπου:

8.5 kg / m³

Η πολύ χαμηλή δομική του μάζα το καθιστά υποψήφιο για αξιολόγηση ως:

Υποστήριξη προσροφητικού υλικού εξαιρετικά χαμηλής θερμικής μάζας

Η πιθανή πορεία της μηχανικής είναι:

Κάτω Μάζα Υποστήριξης
↓
Χαμηλότερη ανενεργή δομική θερμοχωρητικότητα
↓
Λιγότερο μη ενεργό υλικό που θερμαίνεται επανειλημμένα κατά τη διάρκεια κάθε κύκλου
↓
Δυνητικά χαμηλότερη ζήτηση ενέργειας που σχετίζεται με την αναγέννηση

Το τελικό μέτρο απόδοσης δεν θα πρέπει να είναι απλώς το βάρος του υλικού.

Η σχετική μέτρηση σε επίπεδο συστήματος είναι:

Κατανάλωση ενέργειας ανά τόνο δεσμευμένου CO₂

Πιθανό Όφελος 3: Περισσότερο Ενεργό Ροφητικό ανά Μονάδα Δομικής Μάζας

Τα παραδοσιακά επίπεδα υποστρώματα υποστηρίζουν κυρίως ενεργό υλικό σε εξωτερική επιφάνεια.

Ένα τρισδιάστατο πορώδες ικρίωμα προσφέρει τη δυνατότητα διανομής του προσροφητικού υλικού σε όλο το εσωτερικό δίκτυο.

Αυτό δημιουργεί μια ευκαιρία να εξερευνήσετε:

Περισσότερη ενεργή επιφάνεια ανά μονάδα δομικής μάζας

Τα πιθανά οφέλη περιλαμβάνουν:

• Βελτιωμένη αξιοποίηση του προσροφητικού υλικού
• Μεγαλύτερη επαφή αερίου-στερεού
• Χαμηλότερο ανενεργό δομικό κλάσμα
• Μειωμένο βάρος μονάδας
• Βελτιωμένη απόδοση υλικού
• Πιο συμπαγής αρχιτεκτονική προσροφητικών υλικών

Ο στόχος είναι να χρησιμοποιηθεί λιγότερο δομικό υλικό, υποστηρίζοντας παράλληλα πιο ενεργή χημεία σύλληψης.

Πλατφόρμα Υποστήριξης Προσροφητικών DAC SINOYQX™

Το SINOYQX™ μπορεί να υποστηρίξει την κοινή ανάπτυξη διαφορετικών δομών αφρού μελαμίνης για την έρευνα Άμεσης Σύλληψης Αέρα.

Τυπική Ανοιχτή Ποιότητα Κυψελών

Κατάλληλο για αξιολόγηση σε πρώιμο στάδιο που περιλαμβάνει:

• Επίστρωση προσρόφησης
• Εμποτισμός με προσροφητικό
• Λειτουργικοποίηση επιφάνειας
• Μελέτες μεταφοράς μάζας
• Αρχική δοκιμή προσρόφησης

Αυτός ο βαθμός μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως βασικό υλικό για πειράματα απόδειξης της ιδέας.

Βαθμός χαμηλής πτώσης πίεσης

Σχεδιασμένο για περαιτέρω βελτιστοποίηση:

• Δομή πόρων
• Αναλογία ανοιχτών κυψελών
• Διαπερατότητα αέρα
• Πάχος αφρού
• Αντίσταση ροής αέρα

Πιθανοί ερευνητικοί τομείς περιλαμβάνουν:

• Ψηφοαναγνώστης-αναλογικός μετασχηματιστής χαμηλής ενέργειας
• Επαφείς υψηλής ροής αέρα
• Παθητική επαφή με τον αέρα
• Συστήματα αέρα μεγάλου όγκου

Υδρόφοβη Βαθμίδα

Κατάλληλο για την αξιολόγηση της λειτουργίας του DAC σε:

• Υψηλή υγρασία
• Εξωτερική έκθεση
• Κίνδυνος συμπύκνωσης
• Αλλαγή των συνθηκών περιβάλλοντος

Αυτός ο βαθμός μπορεί να βοηθήσει τους ερευνητές να μελετήσουν πώς η υγρασία επηρεάζει:

• Προσρόφηση CO₂
• Εκρόφηση CO₂
• Σταθερότητα προσροφητικών ουσιών
• Πτώση πίεσης
• Ποδηλατική συμπεριφορά

Ενισχυμένη Βαθμίδα

Αναπτύχθηκε για έργα που απαιτούν βελτίωση:

• Μηχανική σταθερότητα
• Διαστασιακή σταθερότητα
• Δύναμη χειρισμού
• Κατακράτηση προσροφητικών ουσιών
• Ανθεκτικότητα ποδηλασίας
• Ενσωμάτωση ενότητας

Αυτή η επιλογή είναι πιο κατάλληλη για πρωτότυπα ρελέ και μελέτες επαναλαμβανόμενων κύκλων.

Μοντέλο Κοινής Ανάπτυξης

Το SINOYQX™ δεν τοποθετεί τον αφρό μελαμίνης ως το ίδιο το προσροφητικό CO₂.

Ο ρόλος μας επικεντρώνεται στα εξής:

Τρισδιάστατη Αρχιτεκτονική Ανοιχτών Κυψελών

Ένα κατάλληλο μοντέλο συνεργασίας είναι επομένως:

Προγραμματιστής Sorbent

Παρέχει τεχνογνωσία σε:

• Επιλεκτικότητα CO₂
• Ικανότητα προσρόφησης
• Χημεία αναγέννησης
• Χημεία επιφανειών
• Σκεύασμα προσροφητικού

SINOYQX™

Παρέχει τεχνογνωσία σε:

• Τρισδιάστατη πορώδης δομή
• Διαπερατότητα αέρα
• Βάρος φορέα
• Αρχιτεκτονική πόρων
• Επεξεργασία υλικών
• μηχανικό σχεδιασμό
• Προσαρμοσμένες διαστάσεις

Μαζί, το σύστημα γίνεται:

Χημεία Προσροφητικών Υλικών + Πορώδης Αρχιτεκτονική

Βασικές παράμετροι απόδοσης για επικύρωση

Αυτή η εφαρμογή θα πρέπει προς το παρόν να αντιμετωπίζεται ως:

Κοινή Αναπτυξιακή Έννοια

αντί για ένα πλήρως επικυρωμένο εμπορικό προϊόν DAC.

Οι ακόλουθες παράμετροι θα πρέπει να αξιολογούνται μαζί με το απορροφητικό εμφανιστικό.

Φόρτωση προσροφητικού

Προσδιορίστε πόσο ενεργό προσροφητικό μπορεί να συγκρατηθεί ανά:

• Αφρώδης μάζα
• Όγκος αφρού
• Όγκος ενότητας

διατηρώντας παράλληλα αποδεκτή ροή αέρα και μηχανική σταθερότητα.

Πρόσληψη CO₂

Αξιολογήστε και τα δύο:

CO₂ / Μάζα προσροφητικού

και

CO₂ / Όγκος Μονάδας

για την κατανόηση της απόδοσης τόσο σε επίπεδο υλικού όσο και σε επίπεδο ενότητας.

Πτώση πίεσης

Καθορίστε καμπύλες απόδοσης σε διαφορετικά:

• Πάχη αφρού
• Δομές πόρων
• Φορτώσεις προσροφητικών ουσιών
• Ταχύτητες αέρα

Στόχος είναι η δημιουργία:

Ταχύτητα αέρα έναντι πτώσης πίεσης

δεδομένα για το σχεδιασμό των επαφέων.

Κινητική Ρόφησης

Αξιολογώ:

• Ρυθμός προσρόφησης
• Ρυθμός εκρόφησης
• Πρωτοποριακή συμπεριφορά
• Απόδοση μεταφοράς μάζας

Θερμική μαζα

Συγκρίνετε διαφορετικές αρχιτεκτονικές υποστήριξης με ισοδύναμη ικανότητα δέσμευσης CO₂.

Το βασικό ερώτημα είναι:

Πόσο ανενεργό υλικό πρέπει να θερμαίνεται και να ψύχεται κατά τη διάρκεια κάθε κύκλου αναγέννησης;

Σταθερότητα ποδηλασίας

Η μακροχρόνια ποδηλασία θα πρέπει να αξιολογεί:

• Κόπωση από αφρό
• Αποβολή ροφητικού
• Σχηματισμός σκόνης
• Αλλαγές στη δομή των πόρων
• Διαστασιακή σταθερότητα
• Μείωση της χωρητικότητας CO₂

Σταθερότητα υγρασίας

Αξιολογήστε την απόδοση υπό διαφορετικές συνθήκες σχετικής υγρασίας, συμπεριλαμβανομένων των αλλαγών σε:

• Δομή αφρού
• Σταθερότητα προσροφητικών ουσιών
• Πτώση πίεσης
• Πρόσληψη CO₂
• Ποδηλατική απόδοση

Πρόσθετη εφαρμογή: Θερμομόνωση σε συστήματα DAC

Ο αφρός μελαμίνης μπορεί επίσης να αξιολογηθεί για έναν δεύτερο, πιο συμβατικό ρόλο εντός της υποδομής DAC.

Πιθανές θέσεις μόνωσης περιλαμβάνουν:

• Εξοπλισμός αναγέννησης
• Σωληνώσεις διεργασίας
• Θερμαινόμενοι αγωγοί
• Εξοπλισμός επεξεργασίας CO₂
• Περιβλήματα εξοπλισμού

Μειώνοντας την περιττή απώλεια θερμότητας, η θερμομόνωση μπορεί να υποστηρίξει τη χαμηλότερη ζήτηση θέρμανσης εντός του εξοπλισμού DAC.

Αυτή η εφαρμογή είναι ξεχωριστή από την έννοια του προσροφητικού υποστρώματος και είναι πιο κοντά στις καθιερωμένες περιπτώσεις χρήσης βιομηχανικής μόνωσης.

Από ελαφριά υλικά σε χαμηλότερη παρασιτική ενέργεια

Η SINOYQX™ δεν ισχυρίζεται ότι ο αφρός μελαμίνης δεσμεύει άμεσα το CO₂.

Η πιθανή οδός μείωσης των εκπομπών άνθρακα βασίζεται στη μηχανική συστημάτων:

Επίπεδο υλικού

Εξαιρετικά ελαφρύ τρισδιάστατο υλικό ανοιχτών κυψελών

↓

Επίπεδο Στοιχείου

Ελαφριά υποστήριξη προσρόφησης

↓

Επίπεδο διεργασίας

Δυνητικά χαμηλότερη αντίσταση ροής αέρα
Χαμηλότερη δομική θερμική μάζα
Μειωμένο βάρος στήριξης χωρίς ενεργό δράση

↓

Επίπεδο συστήματος

Χαμηλότερη παρασιτική ροή αέρα και ζήτηση θερμικής ενέργειας

↓

Επίπεδο αφαίρεσης άνθρακα

Πιθανή μείωση της απαιτούμενης ενέργειας ανά τόνο δεσμευμένου CO₂

Ο στόχος είναι απλός:

Βοηθώντας τα προσροφητικά να λειτουργούν πιο αποτελεσματικά.

Γιατί να συνεργαστείτε με την SINOYQX™

Το SINOYQX™ μπορεί να υποστηρίξει προγράμματα ανάπτυξης υλικών Direct Air Capture με:

• Τυπικός αφρός μελαμίνης ανοιχτών κυψελών
• Τυπική πυκνότητα περίπου 8.5 kg/m³
• Προσαρμοσμένες δομές πόρων
• Προσαρμοσμένα πάχη
• Κοπή CNC
• Υδρόφοβες επιλογές
• Ενισχυμένες κατασκευές
• Επιφανειακή επεξεργασία
• Σύνθετη ανάπτυξη
• Δείγματα Ε&Α μικρής παρτίδας
• Κοινή υποστήριξη ανάπτυξης

Για κάθε χημεία προσροφητικού, ο βέλτιστος συνδυασμός:

Δομή πόρων × Φόρτιση προσροφητικού υλικού × Ροή αέρα × Συνθήκες αναγέννησης

θα πρέπει να προσδιοριστεί μέσω δοκιμών.

Αναπτύξτε την επόμενη γενιά επαφέων DAC με το SINOYQX™

Αναπτύσσετε:

• Συστήματα άμεσης σύλληψης αέρα
• Στερεό προσροφητικό DAC
• Παθητικό DAC
• Δομημένοι απορροφητικοί επαφείς
• Μονάδες προσρόφησης CO₂
• Υλικά απομάκρυνσης άνθρακα
• Νέοι επαφείς αερίου-στερεού

και ψάχνει για ένα:

Ελαφριά, ανοιχτών κυψελών και προσαρμόσιμη υποστήριξη 3D προσροφητικού υλικού;

Η SINOYQX™ μπορεί να παρέχει δείγματα αφρού μελαμίνης για αξιολόγηση σε:

• Επίστρωση προσρόφησης
• Εμποτισμός με προσροφητικό
• Δοκιμή ροής αέρα
• Δοκιμή πτώσης πίεσης
• Μελέτες προσρόφησης και εκρόφησης
• Αξιολόγηση ποδηλασίας

Έναρξη ενός κοινού έργου ανάπτυξης

Χημεία Προσροφητικών Υλικών + Τρισδιάστατη Πορώδης Αρχιτεκτονική

για την επόμενη γενιά συστημάτων απομάκρυνσης άνθρακα χαμηλής ενέργειας.

Επικοινωνία με το SINOYQX™ →