用於直接空氣捕獲的三聚氰胺泡沫
用於低耗能碳去除系統的輕質三維吸附劑載體
直接空氣捕集(DAC)技術正在超越單純的吸附劑化學。
隨著 DAC 系統規模的擴大,工程師還必須解決大量環境空氣如何透過捕捉結構流動、再生過程中必須加熱多少非活性結構品質以及如何有效地將吸附劑分佈在整個接觸器中等問題。
SINOYQX™ 正在探索將開孔三聚氰胺泡棉用作:
輕質3D吸附支撐
用於下一代直接空氣捕集系統。
在這種概念中,三聚氰胺泡沫本身並不能捕捉二氧化碳。
相反,它是一種輕質多孔載體,可以在三維開孔結構中承載特殊的 CO₂ 吸附劑。
為什麼DAC需要的不只是更好的吸附劑
環境空氣中二氧化碳濃度相對較低。
因此,為了去除大量二氧化碳,直接空氣清淨系統必須處理非常大的空氣量。
這意味著系統效能不僅取決於:
該吸附劑能捕獲多少二氧化碳?
但還有:
空氣到達吸附劑的效率如何?
如果吸附劑結構造成過大的氣流阻力,系統可能需要更高的風扇功率和更大的電能輸入。
同時,如果吸附劑負載在重金屬、陶瓷或其他結構材料上,則這些非活性成分在再生過程中也可能需要反覆加熱和冷卻。
因此,對於下一代DAC系統而言,工程挑戰日益變得:
吸附劑化學 + 吸附劑結構
三維開孔吸附劑結構
SINOYQX™三聚氰胺泡棉具有連續的三維開孔結構。
與傳統的二維表面不同,空氣可以通過泡沫的內部多孔網絡流動。
這為研究吸附劑塗層、浸漬和表面功能化方法創造了機會,這些方法可以將活性捕獲材料分佈在整個結構中。
一種可能的配置方案是:
環境空氣
↓
3D開孔三聚氰胺泡沫
↓
分佈在泡沫骨架上的二氧化碳吸附劑
↓
氣固接觸
↓
活性吸附劑捕獲二氧化碳
↓
剩餘空氣繼續通過結構。
在這個系統中,三聚氰胺泡沫起到以下作用:
有效的二氧化碳捕獲功能仍然依賴特殊的吸附劑化學。
潛在優勢 1:降低氣流阻力
支援低壓降DAC接觸器設計
直接空氣捕集需要大容量空氣處理。
因此,壓降是重要的系統級工程參數。
高密度接觸器結構可以提供較大的表面積,但也會增加氣流阻力。
因此,目標不僅僅是最大化表面積。
真正的工程目標是在以下兩者之間找到平衡:
有效的氣固接觸
以及
低氣流阻力
SINOYQX™ 開孔三聚氰胺泡棉材料正被評估為潛在的結構材料,用於:
低壓降吸附劑支撐
未來的發展可以側重於:
需要描述的關鍵關係是:
空氣速度與壓力降的關係
在實際吸附劑負載條件下。
潛在優勢二:超低結構質量
降低再生過程中的非活性熱負荷
許多直接空氣捕集製程透過反覆的吸附和再生循環來運作。
一個典型的流程可能包括:
二氧化碳吸附
↓
吸附劑飽和度
↓
再生
↓
二氧化碳排放
↓
吸附劑的再利用
在熱再生過程中,能量輸入不僅加熱吸附劑本身。
支撐結構和其他非活性部件也可能吸收熱量。
這導致:
寄生熱負荷
SINOYQX™ 標準三聚氰胺泡棉的典型密度約為:
8.5公斤/立方米
其極低的結構品質使其成為評估以下屬性的候選對象:
超低熱容吸附劑載體
潛在的工程路徑是:
下支撐質量
↓
降低非活性結構熱容量
↓
每個循環中反覆加熱的非活性物質較少
↓
潛在的降低再生相關能源需求
最終的性能指標不應該只是材料重量。
相關的系統層級指標為:
每噸二氧化碳捕集所需的能源消耗
潛在優勢 3:單位結構質量上活性吸附劑含量較高
傳統平面基板主要在外表面承載活性材料。
三維多孔支架能夠將吸附劑分佈在整個內部網路中。
這創造了一個探索的機會:
單位結構質量下活性表面積較大
潛在的好處包括:
目標是在減少結構材料用量的同時,支持更活躍的捕獲化學反應。
SINOYQX™ DAC吸附劑支撐平台
SINOYQX™ 可支援不同三聚氰胺泡棉結構的共同開發,用於直接空氣捕獲研究。
標準開孔級
適用於以下早期評估:
此等級的材料可用作概念驗證實驗的基準材料。
低壓降等級
旨在進一步優化:
潛在的研究領域包括:
疏水級
適用於評估DAC在以下條件下的性能:
此等級可以幫助研究人員研究水分如何影響:
加強級
專為需要改進的專案而開發:
此選項更適合原型接觸器和重複循環研究。
聯合開發模式
SINOYQX™ 本身並非以三聚氰胺泡棉作為 CO₂ 吸收劑。
我們的職責主要集中在以下方面:
3D開放式蜂巢結構
因此,合適的合作模式是:
吸附劑顯影劑
提供以下方面的專業知識:
SINOYQX™
提供以下方面的專業知識:
綜合起來,該系統就變成了:
吸附劑化學 + 多孔結構
關鍵性能參數驗證
目前,此申請應被視為:
共同開發概念
而不是經過全面驗證的商用DAC產品。
應與吸附劑開發商一起評估以下參數。
吸附劑負載
確定每單位體積可保留多少活性吸附劑:
同時保持可接受的氣流和機械穩定性。
二氧化碳吸收
對兩者進行評估:
二氧化碳/吸附劑質量
以及
二氧化碳/模組體積
了解材料級和模組級的性能。
壓力下降
建立不同維度的績效曲線:
目標是生成:
空氣速度與壓力降的關係
接觸器設計所需資料。
吸附動力學
評估:
熱質量
在二氧化碳捕集能力相同的情況下,比較不同的支撐結構。
關鍵問題是:
每次再生循環中需要加熱和冷卻多少惰性物質?
騎乘穩定性
長期騎乘應評估:
濕度穩定性
評估不同相對濕度條件下的性能,包括以下變化:
其他應用:DAC系統中的隔熱
也可以評估三聚氰胺泡沫在直接空氣動力學 (DAC) 基礎設施中的第二個、更傳統的用途。
潛在的隔熱位置包括:
透過減少不必要的熱量損失,隔熱材料可以降低 DAC 設備內部的加熱需求。
此應用與吸附劑載體概念不同,更接近成熟的工業絕緣應用案例。
從輕質材料到降低寄生能耗
SINOYQX™ 並未主張三聚氰胺泡棉直接捕獲 CO₂。
潛在的碳減排路徑是基於系統工程的:
材料等級
超輕量3D開孔材料
↓
組件級
輕質吸附劑支撐
↓
過程層級
可能降低氣流阻力
較低的結構熱質量
減少非活動支撐重量
↓
系統級
降低寄生氣流和熱能需求
↓
碳去除水平
每噸二氧化碳捕獲所需能源的潛在減少量
目標很簡單:
幫助吸附劑更有效率地工作。
為什麼選擇與SINOYQX™合作
SINOYQX™ 可為直接空氣捕捉材料開發專案提供以下支援:
對於每種吸附劑化學性質,最佳組合為:
孔隙結構 × 吸附劑負載量 × 氣流 × 再生條件
應透過測試確定。
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