Dergiler / Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi / 2019 / Cilt: 25 - Sayı: 7

Karbondioksit yakalama uygulamaları için silika aerojeller üzerine derleme

A review on silica aerogels for CO2 capture applications

Sayfa
907–913
Yayın Tarihi
2019-12-26
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Sonuç olarak amin modifiye silika aerojellerin sahip oldukları üstün özelliklerle yanma sonrası süreçleri için ümit vaat eden malzemeler olduğu sonucuna varılmıştır.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Son yıllarda, başta CO2 olmak üzere sera gazları olarak bilinen CH4, N2O, O3, CFC türü gazlar; yanma, endüstriyel emisyon veya anaeorobik bozunma gibi faaliyetlerle atmosfere salınmakta, yüksek ısı tutma kapasiteleri nedeniyle de yeryüzü sıcaklığının artmasına ve küresel iklim değişikliklerine neden olmaktadırlar.
📊
Temel Bulgular & Veri:Dünya ülkelerinin CO2 salınımının azaltılması konularını öncelikli hedefleri olarak belirlemesiyle birlikte, bu konudaki gerek politik gerekse bilimsel çalışmalar büyük bir hız kazanmıştır Küresel karbon salınımlarının azaltılması için geliştirilen yöntemler; karbon yakalama ve depolama (carbon capture and storage) CCS teknolojileri olarak anılmaktadır.
💡
Sonuç & Katkı:Sonuç olarak amin modifiye silika aerojellerin sahip oldukları üstün özelliklerle yanma sonrası süreçleri için ümit vaat eden malzemeler olduğu sonucuna varılmıştır.
🔬Tür:Literatür & Derleme Çalışması
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Silika Aerojel · CO2 yakalama · Adsorpsiyon

Özet

Son yıllarda, başta CO2 olmak üzere sera gazları olarak bilinen CH4, N2O, O3, CFC türü gazlar; yanma, endüstriyel emisyon veya anaeorobik bozunma gibi faaliyetlerle atmosfere salınmakta, yüksek ısı tutma kapasiteleri nedeniyle de yeryüzü sıcaklığının artmasına ve küresel iklim değişikliklerine neden olmaktadırlar. Dünya ülkelerinin CO2 salınımının azaltılması konularını öncelikli hedefleri olarak belirlemesiyle birlikte, bu konudaki gerek politik gerekse bilimsel çalışmalar büyük bir hız kazanmıştır Küresel karbon salınımlarının azaltılması için geliştirilen yöntemler; karbon yakalama ve depolama (carbon capture and storage) CCS teknolojileri olarak anılmaktadır. Bu yöntemler; yakma öncesi, yakma sonrası ve yakıtı oksitlendirme olmak üzere üç ana başlık altında toplanabilir. Adsorpsiyon, fiziksel ve/veya kimyasal absorpsiyon, membran ve kriyojenik (cryogenic) ayırma yöntemleri en yaygın kullanılan yanma sonrası CCS yaklaşımlarının başında gelmektedir. Gözenekli malzemeler de yanma sonrası akımlardan CO2’in fiziksel adsorpsiyon ile tutulmasında kullanılmaktadır. Ancak bu sistemlerin gerek seçimlilik gerekse döngüsel kullanım açısından zafiyetleri olduğu da bilinmektedir. Bu nedenle gözenekli malzemelerin CO2 ilgisi yüksek aminli gruplar ile modifiye edilmesi son yıllarda üzerinde çalışılan bir konu olmuştur. Hazırlanan bu derleme ile silika aerojellerin karbon tutma uygulamalarına yönelik güncel bilimsel çalışmalar taranmıştır. Derleme, silika arojellerin hazırlanması ve modifiye edilmesi, CO2 tutma başarımlarına yönelik yapılmış literatür çalışmaları ve gelecek uygulamaları olmak üzere başlıca üç kısımdan oluşmuştur. Sonuç olarak amin modifiye silika aerojellerin sahip oldukları üstün özelliklerle yanma sonrası süreçleri için ümit vaat eden malzemeler olduğu sonucuna varılmıştır.

Abstract

In recent years, greenhouse gases known as, CH4, N2O, O3, CFC and especially CO2 are released into the atmosphere through activities such as combustion, industrial emission or anaerobic decomposition and they cause an increase in surface temperature and global climate changes due to their high heat absorption capacities. Both political and scientific studies gained momentum as the countries of the world set the priority for the reduction of CO2 emissions. Developing methods for reducing global carbon emissions; are known as carbon capture and storage are known as (CCS) technologies. They are mainly classified as pre-combustion, post- combustion and oxyfuel combustion processes. Adsorption, physical and/or chemical absorption, membrane and cryogenic process can be considered as the most common CCS technologies. Porous solid sorbents can be also used for the physical adsorption of carbon dioxide from flue gases, as well. However, these processes are also known to have weaknesses in terms of both selectivity and cyclic operation. More recently, modification of mesaporous materials with amine groups have been shown to be efficient solid adsorbents for CO2 capture. With this review, current scientific studies on the recent advances in carbon sorption applications of silica aerogels has been investigated. The review consists of three main sections: preparation and modification of silica aerogels, literature studies on CO2 sorption performances and future perspectives. As a result, it has been concluded that amine-modified silica aerogels are promising materials for the carbon capture for the post combustion processes with their superior properties.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

YAY, B., GİZLİ, N. (2019). Karbondioksit yakalama uygulamaları için silika aerojeller üzerine derleme. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt: 25 - Sayı: 7, 907–913. https://ajindex.com/articles/108863

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (14)

  1. Albo A, Luis P, Irabin A. “Carbon dioxide capture from flue gases using a cross-flow membrane contactor and the ıonic liquid 1-Ethyl-3-methylimidazolium ethyl sulfate”. Industrial & Engineering Chemistry Research, 49(21), 11045-11051, 2010.
  2. Sreenivasulu B, Gayatri D, Sreedhar I, Raghavan K. “A journey into the process and engineering aspects of carbon capture technologies”. Renewable and Sustainable Energy Review, 41, 1324-1350, 2015.
  3. Cuccia L, Dugay J, Bontemps D, Louis-Louisy M, Vial J, “Analytical methods for the monitoring of post-combustion CO2 capture process using amine solvents: A review”. International Journal of Greenhouse Gas Control, 72, 138-151, 2018.
  4. Littel RJ, Versteeg GF, Van S. “Physical absorption into non-aqueous solutions in a stirred cell reactor”. Chemical Engineering Science, 46(12), 3308-3313, 1991.
  5. Chiesa P, Consonni SP. “Shift reactors and physical absorption for Low-CO2 emission IGCCs”. Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, 121(2), 295-305, 1999.
  6. Aroonwilas A, Veawab A. “Characterization and comparison of the CO2 absorption performance into single and blended alkanolamines in a packed column”. Industrial & Engineering Chemistry Research, 43(9), 2228-2237, 2004.
  7. Bishnoi S, Rochelle GT. “Absorption of carbon dioxide into aqueous piperazine: reaction kinetics, mass transfer and solubility”. Chemical Engineering Science, 55(22), 5531–5543, 2000.
  8. Powell CE, Qiao GG. “Polymeric CO2/N2 Gas separation membranes for the capture carbon dioxide from power plant flue gases”. Journal of Membrane Science, 279(1-2), 1-49, 2006.
  9. Chang FY, Chao KJ, Cheng HH, Tan CS. “Adsorption of CO2 onto amine-grafted mesoporous silicas”. Separation and Purification Technology, 70(1), 87-95, 2009.
  10. Harlick PJE, Tezel FH. “Equilibrium analysis of cyclic adsorption processes: CO2 working capacities with NaY”. Separation Science and Technology, 40(13), 2569-2591, 2005.
  11. Salaudeen S, Acharya B, Dutta A. “CaO-based CO2 sorbents: A review on screening, enhancement, cyclic stability, regeneration and kinetics modelling”. Journal of CO2 Utilization, 23, 179-199, 2018.
  12. Peng J, Iruretagoyena D, Chadwick D. “Hydrotalcite/SBA15 composites for pre-combustion CO2 capture: CO2 adsorption characteristics”. Journal of CO2 Utilization, 24, 73-80, 2018.
  13. Grande C, Roussanaly S, Anantharaman R, Lindqvist K, Singh P, Kemper J. “CO2 capture in natural gas production by adsorption processes”. Energy Procedia, 114, 2259-2264, 2017.
  14. Plaza M, Duran I, Rubiera F, Pevida C. “Ads