##plugins.themes.bootstrap3.article.sidebar##
##plugins.themes.bootstrap3.article.main##
Анотація
У роботі презентовано результати досліджень, проведених для визначення оптимальних умов роботи системи вловлювання вуглекислого газу з повітря для кліматичних умов України. Уловлювання діоксиду вуглецю є критично важливим для збереження стійкості клімату, враховуючи загрозу глобальних змін, спричинених усе більшою концентрацією парникових газів у атмосфері. Вуглецево-негативна технологія вловлювання вуглекислого газу з повітря за допомогою твердих сорбентів є можливим і перспективним варіантом пом’якшення наслідків зміни клімату в Україні. У роботі описано етапи роботи повітряного контактора з «перемиканням» між фазами адсорбції та десорбції за допомогою нагрівання-охолодження сорбенту. Подано хімічні та фізичні властивості перспективних сорбентів Zeolite13X та MOF-177. Розроблено принципову схему та математичну модель уловлювання діоксиду вуглецю з використанням твердих сорбентів. Модель ураховує термодинамічні аспекти адсорбції та десорбції в повітряному контакторі. Показано, що адсорбційна ємність сорбентів, витрата повітря і температура десорбції є ключовими чинниками, які впливають на продуктивність і експлуатаційні витрати системи. Визначені інтегральні річні середні значення адсорбційної ємності сорбентів для температурної зони м. Києва. Установлено, що найбільш енергозатратним етапом роботи системи є нагрівання сорбенту до температури десорбції. Підібрано оптимальні значення температури десорбції (100 оС), витрати повітря, яке надходить до контактора (від 1 до 2 м3/с) і тривалості адсорбції (3,1 год для Zeolite13X та 0,12 год для MOF-177). За таких умов 1 повітряний контактор із MOF-177 може вловлювати 6,67 т діоксиду вуглецю за рік, а Zeolite13Х – 30,15 т за рік. Водночас собівартість уловлювання 1 т діоксиду вуглецю становить 919$ для MOF-177 та 113$ для Zeolite13X
##plugins.themes.bootstrap3.article.details##
Посилання
2. Environmental of Ukraine (2023) In: Facebook.
3. National Energy Technology Laboratory (2023) Carbon dioxide capture approaches. Gasifipedia, 9.2.
4. Ozkan M., Nayak S. P., Ruiz A. D., Jiang W. (2022) Current status and pillars of direct air capture technologies. iScience, 25 (4), 103990.
5. Beuttler C., Charles L., & Wurzbacher J. (2019) The Role of Direct Air Capture in Mitigation of Anthropogenic Greenhouse Gas Emissions. Frontiers in Climate, 1.
6. BASF. (2020) 13X Molecular Sieve: Technical Data Sheet. Rev.08.
7. Aljamali N. M., Abadi A., Alfatlawi I. O., Ma N. (2019) Review on Organic Ligands with Their Various Applications. International Journal of Chem-informatics Research, 5, 1, 41-54.
8. Müller M., Lebedev O. I., Fischer R. A. (2008) Gas-phase loading of [Zn4O(btb)2] (MOF-177) with organometallic CVD-precursors: inclusion compounds of the type [LnM]a@MOF-177 and the formation of Cu and Pd nanoparticles inside MOF-177. Journal of Materials Chemistry, №18 (43), 5274.
9. Santos K. M.C., Santos R. J. O., De Araújo Alves M. M., De Conto J. F., Borges G. R., Dariva C., Egues S. M., Santana C. C., Franceschi E. (2019) Effect of high pressure CO2 sorption on the stability of metalorganic framework MOF-177 at different temperatures. Journal of Solid State Chemistry, 269, 320–327.
10. Abruzzi R. C., Pires M. J. R., Dedavid B. A., Galli C. F. (2019) Application of SnO2 Nanoparticles and Zeolites in Coal Mine Methane Sensors. Materials Research, 22 (suppl 1), e20180818.
11. Torrez-Herrera J., Korili S., Gil A. (2023) Development of ceramic-MOF filters from aluminum saline slags for capturing CO2. Powder Technology, 429, 118962.
12. Chauhan P., Kaushik S., Tyagi S. K. (2022) A review on thermal performance enhancement of green cooling system using different adsorbent/refrigerant pairs. Energy Conversion and Management: X, 14, P.100225.
13. Hoseinpoori S. (2020) Steady-state modeling of co-adsorption phenomena in direct air carbon-capture system using the IAST. Italy: Politecnico Di Milano, 192.
14. Climeworks AG. (2023) Journey toward net zero with Climeworks’ carbon removal service.
15. Qasem N. A., Ben‐Mansour R., Habib M. A. (2018) An efficient CO2 adsorptive storage using MOF-5 and MOF-177. Applied Energy, 210,.317–326.
16. Ya J., Yong J., Liu W., Zhang X., Jiang L. (2023) Thermodynamic analysis on direct air capture for building air condition system: Balance between adsorbent and refrigerant. Energy and Built Environment, 4 (4), 399-407.
17. Leonzio G., Fennell P. S., Shah N. (2022) A Comparative Study of Different Sorbents in the Context of Direct Air Capture (DAC): Evaluation of Key Per¬formance Indicators and Comparisons. Applied Sciences, 12, 5, 2618.
18. EnergyPlus. (2024) Weather Data by Region: Europe WMO Region 6: Ukraine.