使用双极电极堆,缩放CO2的超容量摇摆吸附
Jiajie Li1, Muhammad Bilal1, Kai Landskron1
1Department of Chemistry, Lehigh University, 6 East Packer Avenue, Bethlehem, PA, 18015, USA.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|April 11, 2024
概括
超容量摇摆吸附 (SSA) 模块有效捕获二氧化碳. 缩放这些双极电极模块可以提高二氧化碳捕获的性能和能源效率.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 环境科学 环境科学
背景情况:
- 碳捕获技术对于缓解气候变化至关重要.
- 超容量摇摆吸附 (SSA) 为二氧化碳去除提供了一个有前途的电化学方法.
- 双极电极堆是推动SSA模块设计的关键组成部分.
研究的目的:
- 研究SSA模块的可扩展性和性能,使用不同数量的双极电极对.
- 评估模块设计对二氧化碳吸附能力,吸附率和生产率的影响.
- 评估规模化SSA系统的能源效率和消耗.
主要方法:
- 使用BPL 4 × 6活性炭构建具有2,4,8和12双极电极对的SSA模块.
- 在模拟的烟气条件下 (15% CO2 / 85% N2) 在不同的电压下 (212 V) 进行测试.
- 测量吸附能力,吸附率,生产力,能源效率和能源消耗.
主要成果:
- 所有SSA模块都表现出可逆吸附,具有一致的容量 (≈58 mmol kg−1) 和速率 (≈38 μmol kg−1 s−1).
- 随着细胞数量的增加,模块的生产率显著增加,从70到390 mmol h−1 m−2.2.
- 随着电极数量的增加,能源效率从67%提高到84%,能源消耗从142到60kJmol-1下降.
结论:
- 带有双极电极的SSA模块可以有效地进行缩放,而不会影响吸附性能.
- 增加双极电极的数量可以提高SSA系统的生产力和能量性能.
- 该研究证实了缩放双极电极SSA模块的可行性,以有效捕获二氧化碳.
