Optimización de la captura de CO a alta temperatura mediante sorbentes a base de ortosilicato de litio utilizando metodología de superficie de respuesta
Autores: Stefanelli, Eleonora; Francalanci, Flavio; Vitolo, Sandra; Puccini, Monica
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Desafío
Aumento de la temperatura global
Emisiones de CO
Generación de energía
Procesos industriales
Captura de CO
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 5
Citaciones: Sin citaciones
El principal desafío en el contexto actual de la creciente demanda mundial de energía es limitar el aumento de la temperatura global para mitigar el cambio climático. Este objetivo requiere una gran reducción de las emisiones de CO, producidas principalmente por la generación de energía y los procesos industriales que utilizan combustibles fósiles. En este estudio, se adoptó una nueva metodología para la producción de sorbentes de LiSiO dopados con KCO para la captura de CO a altas temperaturas, basada en el Diseño de Experimentos (DoE). Este enfoque innovador probó sistemáticamente diferentes condiciones de síntesis (temperatura y contenido de KCO) y de adsorción (temperatura de adsorción y concentración de CO), lo que permitió evaluar los efectos individuales e interactivos de los parámetros del proceso. Se empleó la Metodología de Superficie de Respuesta (RSM) para obtener modelos predictivos no lineales de captura de CO y conversión de LiSiO. Los resultados del análisis de RSM evidenciaron una capacidad máxima de adsorción de 196.4 mg/g para un sorbente producido a 600 grados C y con un 36.9% en peso de KCO, probado a 500 grados C y 4% en volumen de CO. Mientras que a 50% en volumen de CO, la mejor captura de 295.6 mg/g se obtuvo con un sorbente sintetizado a 600 grados C, que contenía menos KCO (17.1% en peso) y se probó a una temperatura más alta (662 grados C). Estos hallazgos demuestran que los sorbentes de LiSiO dopados con KCO pueden ser diseñados para maximizar la captura de CO en diversas condiciones de operación, lo que los hace adecuados para su uso en procesos industriales.
Descripción
El principal desafío en el contexto actual de la creciente demanda mundial de energía es limitar el aumento de la temperatura global para mitigar el cambio climático. Este objetivo requiere una gran reducción de las emisiones de CO, producidas principalmente por la generación de energía y los procesos industriales que utilizan combustibles fósiles. En este estudio, se adoptó una nueva metodología para la producción de sorbentes de LiSiO dopados con KCO para la captura de CO a altas temperaturas, basada en el Diseño de Experimentos (DoE). Este enfoque innovador probó sistemáticamente diferentes condiciones de síntesis (temperatura y contenido de KCO) y de adsorción (temperatura de adsorción y concentración de CO), lo que permitió evaluar los efectos individuales e interactivos de los parámetros del proceso. Se empleó la Metodología de Superficie de Respuesta (RSM) para obtener modelos predictivos no lineales de captura de CO y conversión de LiSiO. Los resultados del análisis de RSM evidenciaron una capacidad máxima de adsorción de 196.4 mg/g para un sorbente producido a 600 grados C y con un 36.9% en peso de KCO, probado a 500 grados C y 4% en volumen de CO. Mientras que a 50% en volumen de CO, la mejor captura de 295.6 mg/g se obtuvo con un sorbente sintetizado a 600 grados C, que contenía menos KCO (17.1% en peso) y se probó a una temperatura más alta (662 grados C). Estos hallazgos demuestran que los sorbentes de LiSiO dopados con KCO pueden ser diseñados para maximizar la captura de CO en diversas condiciones de operación, lo que los hace adecuados para su uso en procesos industriales.