Graphene-based hybrid aerogel for carbon dioxide capture and storage
用于二氧化碳捕获和储存的石墨烯混合气凝胶
基本信息
- 批准号:561087-2020
- 负责人:
- 金额:$ 3.64万
- 依托单位:
- 依托单位国家:加拿大
- 项目类别:Alliance Grants
- 财政年份:2020
- 资助国家:加拿大
- 起止时间:2020-01-01 至 2021-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Carbon dioxide levels in our atmosphere reached 415 parts per million for the first time in human history. A short term solution to reduce anthropogenic carbon dioxide emissions is through carbon capture and storage (CCS). CCS is a clean energy technology that aims to capture carbon dioxide (CO2) emissions from industrial facilities before they are released into the atmosphere and contribute to global warming.
In this research project, we propose an innovative graphene-based hybrid aerogel with enhanced CO2 capturing capabilities (~ 2 mmol of CO2 per gram of adsorber). We also develop an innovative scalable manufacturing solution for mass production of the optimized aerogel. This manufacturing solution enables microstructural control of the aerogel producing an optimized active surface area for CO2 capture. This processing scheme will enable our technology to move quickly from lab scale to pilot scale testing. Moreover, the aerogel proposed being based on graphene can be regenerated by Joule heating. This enables modular design in future industrial operations which will reduce capital costs, down times and energy demands.
CCS technology are urgently required in Alberta and Canada considering the energy intensity oil sands operations, the large concrete and cement industries and the large capital investments already deployed in Canada. Our solution is complementary and has disruptive potential to rethink CO2 capturing operations. Moreover, our solution enables CCS to be easily retrofitted in established facilities with minor investments.
The HQP involved in this research will develop skills in CO2 capturing, nanomaterial synthesis and processing and material characterization techniques. These skills are in high demand in Alberta and Canada considering the growing aerospatial, biomedical and nanocomposite industries in addition to the established energy sector.
在人类历史上,我们大气中的二氧化碳水平首次达到百万分之415。减少人为二氧化碳排放的短期解决方案是通过碳捕获和储存(CCS)。 CCS是一种清洁能源技术,旨在捕获工业设施中的二氧化碳(CO2)排放,然后才能释放到大气中并为全球变暖做出贡献。
在该研究项目中,我们提出了一种创新的基于石墨烯的混合气凝胶,具有增强的二氧化碳捕获功能(每克吸附剂约2 mmol的二氧化碳)。我们还开发了一种创新的可扩展制造解决方案,用于大规模生产优化的气凝胶。该制造解决方案可实现对气瓶的微观结构控制,从而产生优化的活性表面积以捕获CO2。该处理方案将使我们的技术能够从实验室量表迅速转变为试验量表测试。此外,可以通过焦耳加热来再生基于石墨烯的气瓶。这使未来工业运营的模块化设计将减少资本成本,降低时间和能源需求。
考虑到能源强度的油砂运营,大型混凝土和水泥行业以及已经在加拿大部署的大型资本投资,艾伯塔省和加拿大迫切需要CCS技术。我们的解决方案是互补的,并且具有重新考虑CO2捕获操作的破坏性潜力。此外,我们的解决方案使CC可以轻松地在具有较小投资的既定设施中进行改造。
参与这项研究的HQP将发展二氧化碳捕获,纳米材料合成,加工以及材料表征技术的技能。考虑到既增长的航空空间,生物医学和纳米复合材料行业,艾伯塔省和加拿大的需求都很高。
项目成果
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