Als veelbelovend koolstofdioxide (CO₂ ) adsorbentia, metaal-organische raamwerken (MOF's) hebben veel aandacht getrokken op het gebied van koolstofafvang en -opslag (CCS).

Naast de adsorptie-eigenschap is de energieprestatie gerelateerd aan het regeneratieproces ook een cruciale factor bij het screenen op geschikte MOF-adsorbentia.

Onlangs stelde een onderzoeksteam onder leiding van Prof. Shi Quan van het Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) van de Chinese Academie van Wetenschappen (CAS), in samenwerking met Prof. Han Wei van de Hong Kong University of Science and Technology, een experimentele strategie om de energieprestaties van MOF-adsorbentia voor CO₂ . te onderzoeken opname in het temperatuurschommelingsadsorptieproces (TSA).

Deze studie is gepubliceerd in het Chemical Engineering Journal op 10 april.

De strategie is gebaseerd op de combinatie van calorimetrie en thermische analysemethode. De onderzoekers evalueerden vijf goed gekarakteriseerde isomorfe, op zirkonium gebaseerde MOF's met behulp van deze strategie.

Ze analyseerden de CO₂ adsorptie- en desorptieproces met behulp van een thermogravimetrisch analyse-instrument met een temperatuurstappenprogramma, en de desorptietemperaturen voor deze MOF's bepaald. De CO₂ opname- en desorptiewarmte van deze MOF's werden verkregen uit algemene isotherme adsorptiemetingen.

Wat nog belangrijker is, de specifieke warmtecapaciteiten van deze MOF's werden gemeten met behulp van een relaxatiecalorimeter en hun voelbare warmtewaarden in het temperatuurschommelingsbereik werden dienovereenkomstig berekend.

"De energie-eigenschappen die betrokken zijn bij het TSA-proces, inclusief de regeneratie-energie, CO₂ werkcapaciteit en de bijbehorende parasitaire energie werden efficiënt en betrouwbaar geëvalueerd," zei Prof. Shi.

De resultaten gaven aan dat de voelbare warmte voor het verwarmen van de adsorbentia van adsorptietemperatuur tot desorptietemperatuur de regeneratie-energie domineerde, en de parasitaire energie was omgekeerd evenredig met de werkcapaciteit.

De voorgestelde strategie bevat weinig aannames en heeft voldoende resolutie om kleine verschillen in energie-efficiëntiegerelateerde eigenschappen van MOF's met vergelijkbare structuren en/of samenstellingen te onderscheiden.

"Deze nieuwe strategie kan een haalbare en effectieve experimentele benadering bieden om het potentieel van adsorbentia voor CO₂ te bestuderen en te evalueren. vastleggen," zei prof. Shi.

"Dit werk kan een goede referentie zijn voor de ontwikkeling van de metrologie van MOF-adsorbenstests", merkte een van de recensenten op. + Verder verkennen

Onderzoekers stellen nieuwe methode voor voor elektrokatalytische hydrogenering van acetyleen tot ethyleen bij kamertemperatuur