Optimiziranje fototermično izzvane CO2 desorptcije iz monolitnih sorbentov z uporabo ozkopasonvnih svetlobnih virov
Razširjenost tehnologije za zajemanje, pretvorbe in shranjevanje antropogenega ogljikovega dioksida (CO2) se sooča s številnimi izzivi. Ena izmed glavnih ovir pa so predvsem visoki stroški obratovanja. Čeprav je veliko raziskav usmerjenih v razvoj boljše in učinkovitejše zajemanje CO2, pa je zelo malo raziskav usmerjenih v proces sproščanja plina. Trenutno najbolj uporabljena in priznana metoda za sproščanje CO2 je metoda temperaturnega šoka. Pri tej metodi sproščanje dosežemo s segrevanjem celotnega reaktorja > 100 °C, s pomočjo pare ali toplega zraka. Proces je zelo energetsko in časovno potraten, saj lahko traja od par ur do par dni.
Alternativni pristop, ki lahko reši problem visoke porabe energije pri postopku sproščanja je uporaba svetlobe. Svetloba, kot vir energije, se lahko v kombinaciji s fototermičnimi nanodelci pretvori v toploto. V nasprotju s temperaturnim šokom, fototermični pristop omogoča natančno in lokalizirano sproščanje plina iz sorbenta. To je omogočeno zaradi inherentnih lastnosti materiala. Ker pa imajo fototermični nanodelci ozke in definirane absorpcijske vrhove, pa za doseganje največjega fototermičnega učinka, pri najmanjši porabi energije, potrebujemo ozko-spektralne vire svetlobe. Pri takšnih virih je namreč moč svetlobe skoncentrirana v zelo ozkem in definiranem spektralnem območju. Kljub temu, pa je glavni izziv fototermičnega pristopa doseči temperaturo > 100 °C, torej temperaturo za popolno sprostitvijo CO2 in dolgotrajen, večstopenjski proces, brez padca učinkovitosti sorbenta.
Projekt je financiran v okviru ARIS ERC komplementarne sheme in se osredotoča na raziskovanje arhitekture ter prodiranja svetlobe v monolite iz silicijevega dioksida z železovim oksidom ter silicijevega dioksida z ogljikom, sintetizirane z sol-gel postopkom in metodo zmrzovanja (freeze casting).
Namen projekta je pridobiti predhodne rezultate, ki bodo pomagali okrepiti raziskovalno idejo in jo pripraviti za prijavo na prihodnje razpise ERC.
Trajanje projekta: 1.1.2025-31.12.2026
Financiranje: Projekt financira Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije (Šifra projekta N2-0389)
Partnerji projekta
Univerza v Novi Gorici
- Assist. Prof. Blaž Belec (PI)
- Anjali
Faze projeta:
- C1: razvoj cenovno ugodnih, okoljsko sprejemljivih, robustnih in poroznih fototermičnih monolitnih sorbentov z visoko kapaciteto zajemanja CO2 (zaključeno, čez celoten projekt pa se izvaja optimizacija)
- C3: Raziskati širjenje toplote skozi fototermični monolitni sorbent (v teku)
- C4: natačno definirati optične lastnosti fototermičnih monolitnih sorbentov (Zaključeno)
- C5: izvesti fototermično sproženo sproščanje CO2 z natančnim ciljanjem λmax fototermičnih monolitnih sorbentov, in doseganje > 95% izkoristeka za > 100 ciklov (v teku)
