In de overgang naar schoon, hernieuwbare energie, er zal nog steeds behoefte zijn aan conventionele stroombronnen, zoals kolen en aardgas, om een ​​constante stroom naar het net te garanderen. Onderzoekers over de hele wereld gebruiken unieke materialen en methoden die deze conventionele energiebronnen schoner zullen maken door middel van koolstofafvangtechnologie.

Nauwkeurige, gedetailleerde modellen is de sleutel tot het opschalen van dit belangrijke werk. Een recent artikel onder leiding van de University of Pittsburgh Swanson School of Engineering onderzoekt en vergelijkt de verschillende modelleringsbenaderingen voor holle-vezelmembraancontactoren (HFMC's), een soort koolstofafvangtechnologie. De groep analyseerde meer dan 150 geciteerde studies van meerdere modelleringsbenaderingen om onderzoekers te helpen de techniek te kiezen die het beste bij hun onderzoek past.

"HFMC's zijn een van de toonaangevende technologieën voor het afvangen van koolstof na verbranding, maar we hebben modellering nodig om ze beter te begrijpen, " zei Katherine Hornbostel, universitair docent werktuigbouwkunde en materiaalkunde, wiens lab de analyse leidde. "Onze analyse kan onderzoekers helpen wiens werk een integraal onderdeel is van het behalen van onze klimaatdoelen en hen helpen de technologie op te schalen voor commercieel gebruik."

Een holle-vezelmembraancontactor (HFMC) is een groep vezels in een bundel, met uitlaat die aan de ene kant stroomt en aan de andere kant een vloeibaar oplosmiddel om de koolstofdioxide op te vangen. De paper bespreekt state-of-the-art methoden voor het modelleren van koolstofafvang HFMC's in één, twee en drie dimensies, ze diepgaand te vergelijken en suggesties te doen voor toekomstig onderzoek.

"De ideale modelleringstechniek varieert afhankelijk van het project, maar we ontdekten dat 3D-modellen kwalitatief verschillend zijn in de aard van de informatie die ze kunnen onthullen, " zei Joanna Rivero, afgestudeerde student werkzaam in het Hornbostel Lab en hoofdauteur. "Hoewel de kosten hun brede gebruik beperken, we identificeren 3D-modellering en scale-up-modellering als gebieden die de vooruitgang van deze technologie aanzienlijk zullen versnellen."

Grigorios Panagakos, onderzoeksingenieur en onderwijsfaculteit aan de afdeling Chemische Technologie van de Carnegie Mellon University, bracht zijn expertise in het analyseren van de modellering van transportfenomenen naar de review paper, ook.