فوم ملامین برای جذب مستقیم هوا

جاذب سبک سه‌بعدی برای سیستم‌های حذف کربن کم‌انرژی

فناوری‌های جذب مستقیم هوا (DAC) فراتر از شیمی جاذب صرف حرکت می‌کنند.

با افزایش مقیاس سیستم‌های DAC، مهندسان باید به این موضوع نیز بپردازند که حجم زیادی از هوای محیط چگونه از طریق ساختار جذب‌کننده عبور می‌کند، چه مقدار از جرم سازه غیرفعال باید در طول بازسازی گرم شود و ماده جاذب با چه میزان اثربخشی در سراسر کنتاکتور توزیع می‌شود.

SINOYQX™ در حال بررسی فوم ملامین سلول باز به عنوان یک ماده‌ی زیر است:

پایه جاذب سه بعدی سبک

برای سیستم‌های نسل بعدی جذب مستقیم هوا.

در این مفهوم، فوم ملامین به خودی خود CO₂ را جذب نمی‌کند.

در عوض، به عنوان یک حامل متخلخل سبک وزن عمل می‌کند که می‌تواند به طور بالقوه جاذب‌های تخصصی CO₂ را در یک ساختار سلول باز سه‌بعدی پشتیبانی کند.

چرا DAC به چیزی بیش از جاذب‌های بهتر نیاز دارد؟

هوای محیط حاوی غلظت نسبتاً کمی از CO₂ است.

بنابراین، برای حذف مقادیر قابل توجه دی اکسید کربن، سیستم‌های DAC باید حجم بسیار زیادی از هوا را پردازش کنند.

این بدان معناست که عملکرد سیستم نه تنها به موارد زیر بستگی دارد:

این جاذب چه مقدار CO₂ می‌تواند جذب کند؟

بلکه در مورد:

هوا با چه راندمانی می‌تواند به جاذب برسد؟

اگر ساختار جاذب مقاومت بیش از حدی در برابر جریان هوا ایجاد کند، سیستم ممکن است به قدرت فن بالاتر و ورودی انرژی الکتریکی بیشتری نیاز داشته باشد.

در عین حال، اگر جاذب بر روی فلزات سنگین، سرامیک یا سایر مواد ساختاری قرار گرفته باشد، این اجزای غیرفعال نیز ممکن است در طول بازسازی نیاز به گرم و سرد شدن مکرر داشته باشند.

بنابراین، برای سیستم‌های DAC نسل بعدی، چالش مهندسی به طور فزاینده‌ای به موارد زیر تبدیل می‌شود:

شیمی جاذب + معماری جاذب

معماری جاذب سلول باز سه‌بعدی

فوم ملامین SINOYQX™ دارای ساختار سلول باز سه‌بعدی پیوسته است.

برخلاف یک سطح دوبعدی مرسوم، هوا می‌تواند از طریق شبکه متخلخل داخلی فوم حرکت کند.

این امر فرصتی را برای مطالعه پوشش‌های جاذب، اشباع‌سازی و روش‌های عامل‌دار کردن سطح که مواد جاذب فعال را در سراسر ساختار توزیع می‌کنند، ایجاد می‌کند.

یک پیکربندی بالقوه می‌تواند به صورت زیر باشد:

هوای محیط
↓
فوم ملامین سلول باز سه بعدی
↓
جاذب CO₂ توزیع شده روی اسکلت فوم
↓
تماس گاز-جامد
↓
جذب CO₂ توسط جاذب فعال
↓
هوای باقی مانده از طریق سازه ادامه می‌یابد

در این سیستم، فوم ملامین به عنوان موارد زیر عمل می‌کند:

• حامل جاذب
• داربست متخلخل
• پشتیبانی ساختاریافته
• چارچوب سه‌بعدی

عملکرد جذب فعال CO₂ همچنان با شیمی جاذب تخصصی باقی می‌ماند.

مزیت بالقوه ۱: مقاومت کمتر در برابر جریان هوا

پشتیبانی از طراحی کنتاکتور DAC با افت فشار کم

جذب مستقیم هوا نیاز به جابجایی حجم زیادی از هوا دارد.

به همین دلیل، افت فشار یک پارامتر مهم مهندسی در سطح سیستم است.

یک ساختار کنتاکتور بسیار متراکم ممکن است مساحت سطح بزرگی را فراهم کند اما می‌تواند مقاومت جریان هوا را نیز افزایش دهد.

بنابراین هدف صرفاً به حداکثر رساندن مساحت سطح نیست.

هدف واقعی مهندسی، یافتن تعادل بین موارد زیر است:

تماس مؤثر گاز-جامد

و

مقاومت کم در برابر جریان هوا

فوم ملامین سلول باز SINOYQX™ به عنوان یک معماری بالقوه برای موارد زیر در حال ارزیابی است:

پایه جاذب با افت فشار کم

توسعه آینده می‌تواند بر موارد زیر متمرکز باشد:

• نفوذ پذیری هوا
• افت فشار
• سرعت باد
• ساختار منافذ
• ضخامت فوم
• بارگذاری جاذب
• توزیع جاذب
• راندمان انتقال جرم

رابطه کلیدی برای توصیف عبارت است از:

سرعت هوا در مقابل افت فشار

تحت شرایط بارگذاری جاذب واقع‌بینانه.

مزیت بالقوه ۲: جرم سازه‌ای فوق‌العاده کم

کاهش بار حرارتی غیرفعال در طول بازسازی

بسیاری از فرآیندهای جذب مستقیم هوا از طریق چرخه‌های جذب و بازسازی مکرر عمل می‌کنند.

یک فرآیند معمول ممکن است شامل موارد زیر باشد:

جذب CO₂
↓
اشباع جاذب
↓
احیاء
↓
انتشار CO₂
↓
استفاده مجدد از جاذب

در طول بازسازی حرارتی، انرژی ورودی فقط خود جاذب را گرم نمی‌کند.

ساختار نگهدارنده و سایر اجزای غیرفعال نیز ممکن است گرما را جذب کنند.

این امر به موارد زیر کمک می‌کند:

بار حرارتی انگلی

فوم ملامین استاندارد SINOYQX™ دارای چگالی معمولی تقریباً زیر است:

8.5 کیلوگرم در متر مکعب

جرم سازه‌ای بسیار کم آن، آن را به گزینه‌ای مناسب برای ارزیابی به عنوان موارد زیر تبدیل می‌کند:

پایه جاذب با جرم حرارتی بسیار کم

مسیر مهندسی بالقوه عبارت است از:

جرم تکیه‌گاه کمتر
↓
ظرفیت گرمایی سازه غیرفعال پایین‌تر
↓
مواد غیرفعال کمتری که در هر چرخه به طور مکرر گرم می‌شوند
↓
تقاضای انرژی مرتبط با بازسازی به طور بالقوه کمتر

معیار نهایی عملکرد نباید صرفاً وزن مواد باشد.

معیار سطح سیستم مربوطه عبارت است از:

مصرف انرژی به ازای هر تن CO₂ جذب شده

مزیت بالقوه ۳: جاذب فعال‌تر به ازای واحد جرم ساختاری

زیرلایه‌های مسطح سنتی عمدتاً از مواد فعال روی یک سطح خارجی پشتیبانی می‌کنند.

یک داربست متخلخل سه‌بعدی امکان توزیع جاذب در سراسر یک شبکه داخلی را فراهم می‌کند.

این فرصتی برای کشف موارد زیر ایجاد می‌کند:

سطح فعال بیشتر به ازای واحد جرم سازه‌ای

مزایای بالقوه عبارتند از:

• بهبود استفاده از جاذب
• تماس بیشتر گاز-جامد
• کسر ساختاری غیرفعال کمتر
• وزن ماژول کاهش یافته
• بهره وری مواد بهبود یافته است
• معماری جاذب فشرده‌تر

هدف، استفاده از مواد ساختاری کمتر و در عین حال پشتیبانی از شیمی جذب فعال‌تر است.

پلتفرم پشتیبانی جاذب SINOYQX™ DAC

SINOYQX™ می‌تواند از توسعه مشترک ساختارهای مختلف فوم ملامین برای تحقیقات جذب مستقیم هوا پشتیبانی کند.

گرید سلول باز استاندارد

مناسب برای ارزیابی اولیه شامل موارد زیر است:

• پوشش جاذب
• اشباع جاذب
• عامل‌دار کردن سطح
• مطالعات انتقال جرم
• آزمایش جذب اولیه

این گرید می‌تواند به عنوان ماده پایه برای آزمایش‌های اثبات مفهوم مورد استفاده قرار گیرد.

درجه افت فشار پایین

طراحی شده برای بهینه سازی بیشتر:

• ساختار منافذ
• نسبت سلول باز
• نفوذ پذیری هوا
• ضخامت فوم
• مقاومت در برابر جریان هوا

زمینه‌های تحقیقاتی بالقوه عبارتند از:

• مبدل دیجیتال به آنالوگ کم مصرف
• کنتاکتورهای جریان هوای بالا
• تماس هوایی غیرفعال
• سیستم‌های هوای با حجم زیاد

درجه آبگریز

مناسب برای ارزیابی عملکرد DAC تحت شرایط زیر:

• رطوبت زیاد
• قرار گرفتن در معرض فضای باز
• خطر تراکم
• تغییر شرایط محیطی

این درجه می‌تواند به محققان کمک کند تا چگونگی تأثیر رطوبت بر موارد زیر را بررسی کنند:

• جذب CO₂
• دفع CO₂
• پایداری جاذب
• افت فشار
• رفتار دوچرخه‌سواری

درجه تقویت شده

برای پروژه‌هایی که نیاز به بهبود دارند، توسعه داده شده است:

• پایداری مکانیکی
• ثبات ابعادی
• قدرت رسیدگی
• احتباس جاذب
• دوام دوچرخه‌سواری
• ادغام ماژول

این گزینه برای کنتاکتورهای نمونه اولیه و مطالعات چرخه‌های مکرر مناسب‌تر است.

مدل توسعه مشترک

SINOYQX™ فوم ملامین را به عنوان جاذب CO₂ قرار نمی‌دهد.

نقش ما متمرکز بر موارد زیر است:

معماری سلول باز سه‌بعدی

بنابراین، یک مدل همکاری مناسب عبارت است از:

دولوپر جاذب

تخصص در موارد زیر را ارائه می‌دهد:

• گزینش‌پذیری CO₂
• ظرفیت جذب
• شیمی بازسازی
• شیمی سطحی
• فرمولاسیون جاذب

SINOYQX™

تخصص در موارد زیر را ارائه می‌دهد:

• ساختار متخلخل سه‌بعدی
• نفوذ پذیری هوا
• وزن حامل
• معماری منافذ
• پردازش مواد
• طراحی مکانیکی
• ابعاد سفارشی

با هم، سیستم تبدیل می‌شود به:

شیمی جاذب + معماری متخلخل

پارامترهای کلیدی عملکرد برای اعتبارسنجی

این درخواست در حال حاضر باید به عنوان یک مورد زیر در نظر گرفته شود:

مفهوم توسعه مشترک

به جای یک محصول DAC تجاری کاملاً معتبر.

پارامترهای زیر باید همراه با آشکارساز جاذب ارزیابی شوند.

بارگذاری جاذب

تعیین کنید که چه مقدار جاذب فعال می‌تواند به ازای هر مورد زیر حفظ شود:

• جرم فوم
• حجم فوم
• حجم ماژول

ضمن حفظ جریان هوای قابل قبول و پایداری مکانیکی.

جذب CO₂

هر دو را ارزیابی کنید:

CO₂ / جرم جاذب

و

CO₂ / حجم ماژول

برای درک عملکرد در سطح مواد و در سطح ماژول.

افت فشار

ایجاد منحنی‌های عملکرد در سطوح مختلف:

• ضخامت فوم
• ساختارهای منافذ
• بارگذاری جاذب
• سرعت هوا

هدف، تولید موارد زیر است:

سرعت هوا در مقابل افت فشار

داده‌های مربوط به طراحی کنتاکتور

سینتیک جذب

ارزیابی کنید:

• میزان جذب
• نرخ دفع
• رفتار نوآورانه
• عملکرد انتقال جرم

حجم گرمایی

معماری‌های مختلف پشتیبانی را تحت ظرفیت جذب CO₂ معادل مقایسه کنید.

سوال کلیدی این است:

چه مقدار ماده غیرفعال باید در هر چرخه بازسازی گرم و سرد شود؟

پایداری دوچرخه‌سواری

دوچرخه‌سواری طولانی‌مدت باید موارد زیر را ارزیابی کند:

• خستگی فوم
• ریختن جاذب
• تشکیل پودر
• تغییرات ساختار منافذ
• ثبات ابعادی
• کاهش ظرفیت CO₂

پایداری رطوبت

ارزیابی عملکرد تحت شرایط رطوبت نسبی مختلف، شامل تغییرات در:

• ساختار فوم
• پایداری جاذب
• افت فشار
• جذب CO₂
• عملکرد دوچرخه‌سواری

کاربرد اضافی: عایق حرارتی در سیستم‌های DAC

فوم ملامین همچنین ممکن است برای یک نقش دوم و مرسوم‌تر در زیرساخت DAC ارزیابی شود.

مکان‌های بالقوه عایق‌بندی عبارتند از:

• تجهیزات بازسازی
• لوله کشی فرآیند
• کانال‌های گرمایشی
• تجهیزات پردازش CO₂
• محفظه‌های تجهیزات

با کاهش اتلاف گرمای غیرضروری، عایق حرارتی می‌تواند از تقاضای گرمایش کمتر در تجهیزات DAC پشتیبانی کند.

این کاربرد جدا از مفهوم پایه جاذب است و به موارد استفاده عایق صنعتی رایج نزدیک‌تر است.

از مواد سبک تا انرژی انگلی کمتر

SINOYQX™ ادعا نمی‌کند که فوم ملامین مستقیماً CO₂ را جذب می‌کند.

مسیر بالقوه کاهش کربن مبتنی بر مهندسی سیستم است:

سطح مواد

ماده‌ی سلول باز سه‌بعدی فوق‌العاده سبک

↓

سطح کامپوننت

تکیه‌گاه جاذب سبک

↓

سطح فرآیند

مقاومت جریان هوای بالقوه کمتر
جرم حرارتی سازه‌ای کمتر
کاهش وزن تکیه‌گاه غیرفعال

↓

سطح سیستم

جریان هوای مزاحم کمتر و تقاضای انرژی حرارتی کمتر

↓

سطح حذف کربن

کاهش بالقوه در انرژی مورد نیاز به ازای هر تن CO₂ جذب شده

هدف ساده است:

کمک به عملکرد مؤثرتر جاذب‌ها.

چرا با SINOYQX™ کار کنیم؟

SINOYQX™ می‌تواند از برنامه‌های توسعه مواد Direct Air Capture با موارد زیر پشتیبانی کند:

• فوم ملامین سلول باز استاندارد
• چگالی معمول حدود ۸.۵ کیلوگرم بر متر مکعب
• ساختارهای منافذ سفارشی
• ضخامت‌های سفارشی
• برش CNC
• گزینه‌های آبگریز
• سازه های تقویت شده
• درمان سطحی
• توسعه کامپوزیت
• نمونه‌های تحقیق و توسعه در مقیاس کوچک
• پشتیبانی توسعه مشترک

برای هر شیمی جاذب، ترکیب بهینه از:

ساختار منافذ × بارگذاری جاذب × جریان هوا × شرایط احیا

باید از طریق آزمایش مشخص شود.

نسل بعدی کنتاکتورهای DAC را با SINOYQX™ توسعه دهید

آیا شما در حال توسعه هستید:

• سیستم‌های جذب مستقیم هوا
• جاذب جامد DAC
• DAC غیرفعال
• کنتاکتورهای جاذب ساختار یافته
• ماژول‌های جذب CO₂
• مواد حذف کربن
• کنتاکتورهای گاز-جامد جدید

و به دنبال یک:

پشتیبانی از جاذب سه‌بعدی سبک، سلول باز و قابل تنظیم؟

SINOYQX™ می‌تواند نمونه‌های فوم ملامین را برای ارزیابی در موارد زیر ارائه دهد:

• پوشش جاذب
• اشباع جاذب
• آزمایش جریان هوا
• آزمایش افت فشار
• مطالعات جذب و دفع
• ارزیابی دوچرخه‌سواری

شروع یک پروژه توسعه مشترک

شیمی جاذب + معماری متخلخل سه‌بعدی

برای نسل بعدی سیستم‌های حذف کربن کم‌مصرف.

تماس با SINOYQX™ →