Adsorbente de gas de alta presiónEs un equipo de análisis profesional utilizado para determinar con precisión las propiedades de adsorción de gas de materiales sólidos (como carbón activado, tamiz molecular, material de marco orgánico metálico mofs, polímero poroso, etc.) en entornos de alta presión. es ampliamente utilizado en Ciencias de materiales, almacenamiento de energía (como almacenamiento de hidrógeno / metano), gobernanza ambiental (como la captura de co2), investigación catalítica y otros campos. su función central es obtener datos clave como la Isoterma de adsorción, la dinámica de adsorción y la distribución de poros de los materiales monitoreando los cambios de presión, temperatura y consumo de gas en el proceso de adsorción, proporcionando una base científica para la evaluación del rendimiento de los materiales y el desarrollo de aplicaciones.

Desde el punto de vista del principio de funcionamiento, el absorbedor de gas de alta presión se basa principalmente en el diseño de "método de volumen" o "método de peso". El método de volumen calcula la cantidad de gas adsorbido por el material controlando y midiendo con precisión los cambios de volumen y presión entre el tanque de muestra y el tanque de referencia, y es adecuado para la mayoría de las pruebas de adsorción de gas a presión media y alta (generalmente hasta 1 - 30 mpa); La Ley de peso utiliza una balanza electrónica de alta precisión para medir directamente el cambio de peso de la muestra después de absorber el gas, lo que puede evitar el error de calibración del volumen muerto en el método de volumen y es más adecuado para la prueba de adsorción de gases de ultra alta presión (hasta más de 100 mpa) o de bajo punto de ebullición (como el hidrógeno).

　Adsorbente de gas de alta presiónAlcance de la aplicación:

I. almacenamiento y utilización de la energía

Almacenamiento de gas natural (ang):

Aplicación: evaluar la capacidad de absorción de metano (ch) a una presión de 35 - 200 bar de materiales porosos como carbón activado, materiales de marco orgánico metálico (mofs), materiales de marco orgánico covalente (cofs) y zeolita.

Objetivo: desarrollar un sistema de gas natural adsorbido (ang) que pueda almacenar metano de manera segura y eficiente a baja presión (200 - 250 bar en comparación con el gnc) para vehículos de gas natural, mejorando la seguridad y la densidad de almacenamiento de gas.

Almacenamiento de hidrógeno (h¿ 2):

Aplicación: estudiar las isotermas de adsorción de hidrógeno a 1 - 100 bar (o incluso más) y baja temperatura (77k) o a temperatura ambiente de nuevos materiales porosos como mofs, COFS y nanomateriales de carbono.

Objetivo: explorar tecnologías de almacenamiento de hidrógeno en estado sólido que vayan más allá del almacenamiento tradicional de gases de alta presión (350 - 700 bar) y líquidos de baja temperatura (- 253 ° c), buscar materiales con mayor densidad de almacenamiento de hidrógeno en volumen y peso y promover el desarrollo de vehículos de pila de combustible de hidrógeno.

Investigación sobre gas de esquisto y metano de carbón (cbm):

Aplicación: medir las isotermas de adsorción de metano a alta presión (hasta decenas de mpa) en medios porosos naturales como esquisto y roca de carbón.

Objetivo:

Evaluar el contenido original de gas y las reservas recuperables de los depósitos de gas de esquisto / metano de carbón.

Estudiar el mecanismo de adsorción / desorción y optimizar los procesos de Fracturación hidráulica y drenaje.

Predecir la Ley de producción y atenuación de los pozos de gas.

II. captura, utilización y almacenamiento de carbono (ccus)

Captura de carbono después de la combustión:

Aplicación: prueba la capacidad de adsorción selectiva de dióxido de carbono (co2) a presión media y alta de materiales porosos (como materiales funcionales de amina, mofs, zeolitas, carbón activado) a 0,1 - 1 bar (presión parcial de gases de combustión).

Objetivo: seleccionar y desarrollar adsorbentes eficientes, de bajo costo y renovables para la captura de CO2 de los gases de combustión de las centrales eléctricas de carbón / gas.

Captura directa de aire (dac):

Aplicación: se estudia el rendimiento de adsorción del material a una presión parcial de CO2 extremadamente baja (~ 0,04%), aunque la presión no es alta, la alta sensibilidad y la capacidad de control preciso del adsorbente de alta presión también son aplicables.

Objetivo: desarrollar tecnologías que puedan capturar CO2 directamente de la atmósfera.

Evaluación del sellado geológico:

Aplicación: medir la capacidad de adsorción de CO 2 supercrítico en capas subterráneas de agua salada, depósitos de petróleo y gas agotados o rocas de carbón.

Objetivo: evaluar la seguridad y estabilidad a largo plazo del almacenamiento geológico de CO2 y predecir el comportamiento de migración y retención (adsorción) de CO2 en la formación.

III. investigación y desarrollo y caracterización de materiales avanzados

Desarrollo de nuevos materiales porosos:

Aplicación: caracterización completa de la adsorción de gas a alta presión de materiales recién sintéticos como mofs, cofs, polímeros porosos y carbono poroso graduado (ch, h, co, n, etc.).

Objetivo: evaluar su potencial como material de almacenamiento o separación de gases energéticos y establecer una relación estructura - actividad entre la estructura del material (tamaño del agujero, superficie específica) y las propiedades de adsorción.

Optimización de las propiedades del material:

Aplicación: a través de la prueba de adsorción a alta presión, se comparan los efectos de diferentes métodos sintéticos y tratamientos posteriores (como activación, dopaje y funcionalización) en las propiedades de adsorción del material.

Objetivo: guiar la optimización estructural del material y mejorar su capacidad de adsorción, selectividad y estabilidad cíclica.

IV. separación y purificación de gases industriales

Adsorción de presión Swing (psa) y adsorción de presión swing de vacío (vpsa):

Aplicación: obtención de datos de Isoterma de adsorción y selectividad de pares de gases clave (como CO2 / n, CO2 / ch, ch / n, H / ch) a alta presión.

Objetivo:

Seleccionar y diseñar adsorbentes eficientes.

Proporcionar datos termodinámicos básicos para la simulación y optimización del proceso PSA / vpsa, predecir la eficiencia de la separación y el consumo de energía.

V. investigación científica básica

Estudio del mecanismo de adsorción:

Aplicación: medir las isotermas de adsorción en un amplio rango de presión y temperatura, combinar el ajuste del modelo (como la ecuación D - a, D - r) para calcular el calor de adsorción, la energía de llenado microporosa, etc.

Objetivo: comprender en profundidad el mecanismo de interacción entre las moléculas de gas y la superficie de los materiales porosos (principalmente la adsorción física).

Adsorción de fluidos supercríticos:

Aplicación: se estudia el comportamiento de adsorción del gas por encima de la temperatura crítica (por ejemplo, CO2 por encima de 31 ° c) cuando está en un Estado supercrítico.

Objetivo: comprender el comportamiento de fase y el efecto de aumento de densidad de fluidos supercríticos en espacios limitados (microporos) es de gran importancia para CCS y extracción supercrítica.

VI. otras aplicaciones

Adsorción de gas inerte: la adsorción de Ar o KR a alta presión a bajas temperaturas (87k, 77k), combinada con modelos analíticos avanzados (como nldft, qsdfft), permite caracterizar con precisión la estructura microporosa del material (> 2 nm), lo que es difícil de lograr con la adsorción convencional de nitrógeno a presión atmosférica.

Evaluación de la seguridad: estudiar la dinámica de adsorción / desorción de gases de alta presión en materiales y evaluar la seguridad y la velocidad de respuesta del sistema de almacenamiento de gas.