Меламінова піна для прямого захоплення повітря

Легка 3D-сорбентна підтримка для низькоенергетичних систем видалення вуглецю

Технології прямого захоплення повітря (DAC) виходять за рамки лише хімії сорбентів.

У міру масштабування систем ЦАП, інженери також повинні враховувати, наскільки великі обсяги навколишнього повітря переміщуються через структуру захоплення, скільки неактивної структурної маси необхідно нагріти під час регенерації та наскільки ефективно сорбент розподіляється по всьому контактору.

SINOYQX™ досліджує пінопласт меламіну з відкритими порами як:

Легка 3D-сорбентна підтримка

для систем прямого захоплення повітря наступного покоління.

У цій концепції меламінова піна сама по собі не поглинає CO₂.

Натомість він служить легким пористим носієм, який потенційно може підтримувати спеціалізовані сорбенти CO₂ у тривимірній структурі з відкритими комірками.

Чому DAC потребує більше, ніж просто кращих сорбентів

Навколишнє повітря містить відносно низьку концентрацію CO₂.

Щоб видалити значну кількість вуглекислого газу, системи DAC повинні обробляти дуже великі обсяги повітря.

Це означає, що продуктивність системи залежить не лише від:

Скільки CO₂ може поглинути сорбент?

але також на:

Наскільки ефективно повітря може досягти сорбенту?

Якщо структура сорбенту створює надмірний опір потоку повітря, системі може знадобитися більша потужність вентилятора та більше споживання електроенергії.

Водночас, якщо сорбент нанесено на важкі метали, кераміку або інші конструкційні матеріали, ці неактивні компоненти також можуть потребувати багаторазового нагрівання та охолодження під час регенерації.

Для систем ЦАП наступного покоління інженерна проблема дедалі більше полягає в наступному:

Хімія сорбентів + ​​Архітектура сорбентів

3D-архітектура сорбенту з відкритими комірками

Меламінова піна SINOYQX™ має безперервну тривимірну структуру з відкритими порами.

На відміну від звичайної двовимірної поверхні, повітря може рухатися через внутрішню пористу мережу піни.

Це створює можливість вивчати сорбентні покриття, методи просочення та функціоналізації поверхні, які розподіляють активні захоплювальні матеріали по всій структурі.

Можлива конфігурація може бути такою:

Навколишнє повітря
↓
3D піна з меламіну з відкритими порами
↓
Сорбент CO₂ розподілений по пінопластовому каркасу
↓
Контакт газ-тверда речовина
↓
Захоплення CO₂ активним сорбентом
↓
Решта повітря продовжує проходити через конструкцію

У цій системі меламінова піна діє як:

• Носій сорбенту
• Пористе каркасне покриття
• Структурована підтримка
• 3D-каркас

Функція активного уловлювання CO₂ залишається за спеціалізованою хімією сорбенту.

Потенційна перевага 1: нижчий опір потоку повітря

Підтримка конструкції контактора ЦАП з низьким перепадом тиску

Пряме захоплення повітря вимагає обробки великого об'єму повітря.

З цієї причини перепад тиску є важливим інженерним параметром на системному рівні.

Дуже щільна структура контактора може забезпечити велику площу поверхні, але також може збільшити опір потоку повітря.

Тому метою є не просто максимізація площі поверхні.

Справжня інженерна мета полягає в тому, щоб знайти баланс між:

Ефективний контакт газ-тверда речовина

та

Низький опір потоку повітря

Пінопласт меламіну з відкритими порами SINOYQX™ оцінюється як потенційна архітектура для:

Підтримка сорбенту з низьким перепадом тиску

Майбутній розвиток може бути зосереджений на:

• Повітропроникність
• Перепад тиску
• Швидкість повітря
• Пориста структура
• Товщина піни
• Завантаження сорбенту
• Розподіл сорбенту
• Ефективність масопереносу

Ключовий зв'язок для характеристики:

Швидкість повітря проти перепаду тиску

за реальних умов завантаження сорбенту.

Потенційна перевага 2: Надзвичайно низька конструктивна маса

Зменшення неактивного теплового навантаження під час регенерації

Багато процесів прямого уловлювання повітря працюють за допомогою повторюваних циклів адсорбції та регенерації.

Типовий процес може включати:

Адсорбція CO₂
↓
Насичення сорбентом
↓
Regeneration
↓
Викид CO₂
↓
Повторне використання сорбенту

Під час термічної регенерації підведена енергія нагріває не лише сам сорбент.

Опорна конструкція та інші неактивні компоненти також можуть поглинати тепло.

Це сприяє:

Паразитарне теплове навантаження

Стандартна меламінова піна SINOYQX™ має типову щільність приблизно:

8.5 кг / м³

Його дуже низька структурна маса робить його кандидатом для оцінки як:

Підтримка сорбенту з наднизькою тепломісткістю

Можливий інженерний шлях:

Нижня опорна маса
↓
Нижча неактивна теплоємність конструкції
↓
Менше неактивного матеріалу, що багаторазово нагрівається протягом кожного циклу
↓
Потенційно нижчий попит на енергію, пов'язаний з регенерацією

Кінцевим показником ефективності не повинна бути просто вага матеріалу.

Відповідний показник системного рівня:

Споживання енергії на тонну вловленого CO₂

Потенційна перевага 3: Більш активний сорбент на одиницю структурної маси

Традиційні планарні підкладки переважно підтримують активний матеріал на зовнішній поверхні.

Тривимірний пористий каркас пропонує можливість розподілу сорбенту по всій внутрішній мережі.

Це створює можливість дослідити:

Більше активної поверхні на одиницю структурної маси

Потенційні переваги включають:

• Покращене використання сорбенту
• Більший контакт газу та твердого тіла
• Нижча неактивна структурна фракція
• Зменшена вага модуля
• Покращена ефективність використання матеріалів
• Більш компактна архітектура сорбенту

Мета полягає у використанні меншої кількості конструкційного матеріалу, одночасно підтримуючи більш активну хімію захоплення.

Платформа підтримки сорбенту SINOYQX™ DAC

SINOYQX™ може підтримувати спільну розробку різних структур меламінової піни для досліджень прямого захоплення повітря.

Стандартний клас з відкритими порами

Підходить для оцінки на ранніх стадіях, що включає:

• Сорбентне покриття
• Сорбентне просочення
• Функціоналізація поверхні
• Дослідження масопереносу
• Початкове тестування на адсорбцію

Цей сорт може бути використаний як базовий матеріал для експериментів з підтвердження концепції.

Низький перепад тиску

Призначений для подальшої оптимізації:

• Пориста структура
• Коефіцієнт відкритих комірок
• Повітропроникність
• Товщина піни
• Опір потоку повітря

Потенційні напрямки досліджень включають:

• Низькоенергетичний ЦАП
• Контактори з високою витратою повітря
• Пасивний контакт з повітрям
• Системи великого об'єму повітря

Гідрофобний клас

Підходить для оцінки роботи ЦАП за таких умов:

• Висока вологість
• Вплив на відкритому повітрі
• Ризик утворення конденсату
• Зміна умов навколишнього середовища

Цей сорт може допомогти дослідникам вивчити, як волога впливає на:

• Адсорбція CO₂
• Десорбція CO₂
• Стабільність сорбенту
• Перепад тиску
• Поведінка на велосипеді

Армований клас

Розроблено для проектів, що потребують покращення:

• Механічна стійкість
• Габаритні стійкості
• Міцність при керуванні
• Утримання сорбенту
• Велосипедна довговічність
• Інтеграція модулів

Цей варіант більше підходить для прототипів контакторів та досліджень багаторазового циклування.

Модель спільного розвитку

SINOYQX™ не позиціонує меламінову піну як сорбент CO₂.

Наша роль зосереджена на:

3D-архітектура з відкритими комірками

Таким чином, відповідна модель співпраці:

Розробник сорбенту

Надає експертизу в:

• Селективність CO₂
• Адсорбційна здатність
• Хімія регенерації
• Хімія поверхні
• Формула сорбенту

SINOYQX™

Надає експертизу в:

• 3D пориста структура
• Повітропроникність
• Вага перевізника
• Архітектура пор
• Обробка матеріалів
• механічна конструкція
• Індивідуальні розміри

Разом система стає:

Сорбентна хімія + Пориста архітектура

Ключові параметри продуктивності для перевірки

Цю заявку наразі слід розглядати як:

Концепція спільного розвитку

а не повністю перевірений комерційний продукт ЦАП.

Наступні параметри слід оцінювати разом з розробником сорбенту.

Завантаження сорбенту

Визначте, яку кількість активного сорбенту можна утримати за:

• Пінопластова маса
• Об'єм піни
• Обсяг модуля

зберігаючи при цьому прийнятний потік повітря та механічну стабільність.

Поглинання CO₂

Оцініть обидва:

CO₂ / Маса сорбенту

та

CO₂ / Об'єм модуля

зрозуміти продуктивність як на рівні матеріалів, так і на рівні модулів.

Перепад тиску

Встановіть криві продуктивності для різних:

• Товщина піни
• Пористі структури
• Сорбентні завантаження
• Швидкість повітря

Мета полягає в тому, щоб створити:

Швидкість повітря проти перепаду тиску

дані для проектування контактора.

Кінетика сорбції

Оцініть:

• Швидкість адсорбції
• Швидкість десорбції
• Проривна поведінка
• Продуктивність масопередачі

Теплова маса

Порівняйте різні архітектури підтримки за еквівалентної потужності уловлювання CO₂.

Ключове питання:

Скільки неактивного матеріалу потрібно нагріти та охолодити протягом кожного циклу регенерації?

Стабільність на велосипеді

При тривалій їзді на велосипеді слід оцінити:

• Втома піни
• Виділення сорбенту
• Формування порошку
• Зміни структури пор
• Габаритні стійкості
• Зниження ємності CO₂

Стабільність вологості

Оцініть продуктивність за різних умов відносної вологості, включаючи зміни:

• Структура піни
• Стабільність сорбенту
• Перепад тиску
• Поглинання CO₂
• Продуктивність на велосипеді

Додаткове застосування: Теплоізоляція в системах DAC

Пінопласт меламіну також може бути оцінений для другої, більш традиційної ролі в інфраструктурі ЦАП.

Можливі місця для утеплення включають:

• Обладнання для регенерації
• Технологічні трубопроводи
• Обігрівальні повітроводи
• Обладнання для обробки CO₂
• Корпуси обладнання

Зменшуючи непотрібні втрати тепла, теплоізоляція може забезпечити зниження потреб у опаленні в обладнанні ЦАП.

Це застосування відрізняється від концепції сорбенту-носія та ближче до усталених випадків використання промислової ізоляції.

Від легких матеріалів до зниження паразитичної енергії

SINOYQX™ не стверджує, що меламінова піна безпосередньо захоплює CO₂.

Потенційний шлях скорочення викидів вуглецю базується на системній інженерії:

Рівень матеріалу

Ультралегкий 3D матеріал з відкритими порами

↓

Рівень компонентів

Легка сорбентна підкладка

↓

Рівень процесу

Потенційно нижчий опір потоку повітря
Менша теплова маса конструкції
Зменшена вага неактивної опори

↓

Системний рівень

Менше паразитне повітряне навантаження та потреба в тепловій енергії

↓

Рівень видалення вуглецю

Потенційне скорочення енергоспоживання на тонну вловленого CO₂

Мета проста:

Допомагаючи сорбентам працювати ефективніше.

Чому варто працювати з SINOYQX™

SINOYQX™ може підтримувати програми розробки матеріалів Direct Air Capture за допомогою:

• Стандартна піна меламіну з відкритими порами
• Типова щільність близько 8.5 кг/м³
• Індивідуальні структури пор
• Товщина на замовлення
• Різання з ЧПУ
• Гідрофобні варіанти
• Залізобетонні конструкції
• Обробка поверхонь
• Композитна розробка
• Зразки досліджень та розробок невеликих партій
• Спільна підтримка розвитку

Для кожного хімічного складу сорбенту оптимальна комбінація:

Структура пор × Завантаження сорбенту × Потік повітря × Умови регенерації

слід визначати за допомогою тестування.

Розробка контакторів ЦАП наступного покоління за допомогою SINOYQX™

Ви розробляєте:

• Системи прямого захоплення повітря
• Твердий сорбент DAC
• Пасивний ЦАП
• Контактори структурованих сорбентів
• Модулі адсорбції CO₂
• Матеріали для видалення вуглецю
• Нові контактори газ-тверді речовини

і шукаю:

Легка, відкрито-комірчаста та настроювана 3D-підтримка сорбенту?

SINOYQX™ може надати зразки меламінової піни для оцінки в:

• Сорбентне покриття
• Сорбентне просочення
• Випробування повітряного потоку
• Випробування на перепад тиску
• Дослідження адсорбції та десорбції
• Оцінювання їзди на велосипеді

Розпочати спільний проект розвитку

Сорбентна хімія + 3D пориста архітектура

для наступного покоління низькоенергетичних систем видалення вуглецю.

Зв'яжіться з SINOYQX™ →