Model melakukan pemeriksaan realitas pada adsorben untuk penangkapan karbon | Riset

Model melakukan pemeriksaan realitas pada adsorben untuk penangkapan karbon |  Riset post thumbnail image

Prediksi harian Data SGP 2020 – 2021.

Para peneliti di Uni Emirat Arab telah mengembangkan dan memvalidasi alat untuk menilai potensi kinerja dan kelayakan ekonomi dari adsorben yang baru dikembangkan untuk CO pasca-pembakaran2 menangkap.

Alat yang dikembangkan oleh Ahmed Al Hajaj, Lourdes Vega dan rekan-rekannya di Universitas Sains dan Teknologi Khalifa, mengintegrasikan simulasi molekuler dengan model proses dinamis. Simulasi molekuler menghasilkan data adsorpsi pada tingkat molekuler untuk bahan penyaringan, sedangkan model proses dinamis secara bersamaan mengoptimalkan kondisi operasi dan menyediakan analisis teknoekonomi.

Al Hajaj menjelaskan bahwa saat ini ‘sebagian besar bahan ini hanya dievaluasi pada skala lab dengan kondisi operasi terbatas, tanpa mengetahui bagaimana kinerjanya sebenarnya pada kondisi industri.’ Umumnya, hanya adsorben zeolit ​​yang lebih mapan yang telah diuji secara ekstensif pada skala pilot. Model yang ada untuk mengevaluasi adsorben sering gagal untuk mempertimbangkan dengan benar ukuran peralatan, variabel operasi dan biaya, yang menyebabkan inkonsistensi dalam kinerja setelah proses scale-up.

Gambar yang menunjukkan pendekatan pemodelan

Untuk mengatasi keterbatasan model sebelumnya, tim Khalifa mempertimbangkan indikator kinerja utama yang tidak dimonetisasi termasuk kemurnian CO2 ditangkap, jumlah CO2 pulih dan energi yang dibutuhkan untuk proses penangkapan. Ini digabungkan dengan indikator yang dimonetisasi seperti CO2 biaya penangkapan dan kompresi untuk memberikan gambaran lengkap tentang kesesuaian adsorben untuk penangkapan karbon pada skala industri. ‘Tujuannya adalah untuk menyelidiki kemampuan bahan dalam memenuhi target Departemen Energi AS masing-masing 90 dan 95% pemulihan dan kemurnian, dan pertukaran di tingkat skala industri, secara prediktif, tanpa perlu melakukan implementasi eksperimental untuk mengujinya,’ kata Vega.

Untuk mendemonstrasikan kegunaan model multiskala, tim menggunakannya untuk mengevaluasi lima bahan adsorben, yang meliputi adsorben berbasis karbon, zeolit ​​tradisional, dan kerangka logam-organik (MOFs). Mereka kemudian menguji bahan dengan gas buang kering dalam sistem penangkapan karbon skala komersial. Dari adsorben yang diteliti, MOF UTSA-16 memiliki kinerja yang sama dengan zeolit ​​13X tradisional, yang banyak digunakan di industri. Namun, karena biaya yang terkait dengan sintesis MOF, zeolit ​​13X masih merupakan bahan berbiaya rendah dengan kinerja terbaik.

Kyra Sedransk Campbell, seorang ahli energi berkelanjutan dan teknik sumber daya di University of Sheffield, Inggris, berkomentar bahwa metodologi ini ‘menangani masalah, sampai batas tertentu, bahwa membuat bahan yang luar biasa tidak selalu akan diterjemahkan di industri- skala, dan itu sangat berguna … pendekatan ini pasti akan beresonansi dengan banyak departemen R&D industri sebagai mekanisme menuju penetapan kelayakan bahan dan teknologi.’

Sementara menghargai kebutuhan untuk mempertimbangkan kelayakan komersial dari penemuan baru di awal studi, Campbell tetap berhati-hati apakah peneliti harus meninggalkan penyelidikan lebih lanjut ke dalam teknologi yang dianggap tidak layak. ‘Sebagai seorang ilmuwan, Anda harus mengajukan pertanyaan apakah kita harus berhenti meneliti hal-hal yang tidak layak dari perspektif kita saat ini. Risiko dengan ini adalah bahwa kita terpaku pada apa yang saat ini kita ketahui dapat dicapai dan tidak “bermimpi besar”. Secara bersamaan, kita harus realistis tentang beberapa materi untuk jangka pendek dan menengah.’

Related Post