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NETL识别可降低碳捕集成本的膜类材料
  美国

 201949

NETL正在使用强大的计算工具来识别先进的膜材料,这种材料可以将碳捕集成本降低到50美元/吨以下,这一成就将提高美国燃煤发电舰队的生存能力,以满足美国日益增长的能源需求。

聚合物基膜提供了一种简单的方法,可将二氧化碳从燃烧后的烟气中分离出来以满足燃煤电厂的联邦排放要求。然而,以可承受的成本确定具有高渗透性和选择性的最佳材料是一项挑战,有数百万种可能性。

NETL与匹兹堡大学合作研究混合基质膜(MMMs)的使用,这种膜将多孔纳米颗粒(称为金属-有机架构)与坚固的聚合物基质结合以增强其性能。由NETLJan Steckel博士领导的研究小组与匹兹堡大学Chris Wilmer博士、实验室同事Olukayode Ajayi博士和Samir Budhathoki博士合作,建立了超过100万个可能的MMMs模型,以评估它们的性质并估算相关的碳捕集成本。

技术经济分析确定了1153种有潜力的MMMs,具有出色的性能和低于50吨二氧化碳去除成本的潜力,这标志着与现有膜技术相比的重大进步。去年秋天,权威杂志《能源与环境科学》(Energy and Environmental Science)首次在网上公布了这一研究结果,并登上了本月印刷版的封面。

随着Steckel的团队不断缩小分析范围并对其进行改进,NETL正利用这些初步结果开始开发一种新型膜,这种膜能以可承受的成本有效地捕集二氧化碳。该实验室正在与一家商业膜制造商合作,扩大MMM技术的规模,并在阿拉巴马州威尔逊维的国家碳捕集中心(National Carbon Capture Center)利用实际的烟气示范其经济可行性。

NETL的全球著名的计算科学和工程工具有助于加快有效的技术开发,将不必要的成本和高风险投资降到最低。

Steckel说:“在这项工作中,我们使用计算模型来快速筛选MMMs,以评估它们的二氧化碳捕集性能和由此产生的碳捕集成本,我们对发现这么多有前景的材料感到兴奋,这一结果让我们对基于膜的捕集方法更加乐观。”

NETL致力于为美国的能源挑战开发创新的技术解决方案,包括降低碳捕集的成本。具有非凡渗透性和选择性的革命性MMMs为削减资本成本、缩小设备规模和限制现有燃煤电厂的排放提供了可能,增强了它们的长期生存能力,以确保清洁、可靠地使用该国丰富的化石能源资源。(领先财纳编译)

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