La estructura y la composición de los poros del soporte influyen fuertemente en la captura directa de aire de CO2 en...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Ingeniería Química
• Ciencias del medio ambiente

Sus antecedentes:

• La captura directa de aire (DAC) utiliza sólidos porosos impregnados con aminas para eliminar el CO2.
• La comprensión de las interacciones entre las aminas y los sólidos de soporte es clave para mejorar la adsorción de CO2.
• El conocimiento actual sobre cómo estas interacciones afectan el comportamiento de sorción en condiciones variables es limitado.

Objetivo del estudio:

• Investigar la influencia de las interacciones entre aminas y sólidos en la absorción de CO2.
• Para comparar los mecanismos de adsorción de CO2 de la tetraetilenepentamina (TEPA) en diferentes soportes (γ-Al2O3 y MIL-101 ((Cr)).
• Evaluar el efecto de la temperatura y la humedad en el rendimiento de la captura de CO2.

Principales métodos:

• Impregnación de TEPA en soportes γ-Al2O3 y MIL-101 (Cr).
• Utilización de la espectroscopia de infrarrojos in situ para sondear los mecanismos de absorción de CO2.
• Prueba de la adsorción de CO2 en condiciones de temperatura variada (-20 °C a 25 °C) y de humedad (0-70% RH).

Principales resultados:

• Se observaron diferentes tendencias de absorción de CO2 para TEPA en γ-Al2O3 frente a MIL-101 ((Cr).
• La quimiosorbción débil (ácido carbámico) dominó en el MIL-101 (Cr) -TEPA, mientras que la quimiosorbción fuerte (carbamato) prevaleció en el γ-Al2O3-TEPA.
• Las condiciones húmedas aumentaron tanto la formación de ácido carbámico como de carbamato, particularmente a -20 °C.
• La cinética de la absorción de agua, no el equilibrio, limita el impacto de la humedad en los procesos cíclicos de DAC.

Conclusiones:

• Los mecanismos de captura de CO2 en las aminas impregnadas se pueden ajustar modificando las interacciones de soporte amina-sólido.
• Las propiedades del material de soporte influyen significativamente en el comportamiento de adsorción de agua.
• La selección estratégica de soportes sólidos es vital para optimizar los sistemas DAC para diversas condiciones ambientales, incluidos los climas fríos.