本公開涉及用于捕獲大氣二氧化碳(co2)的吸附劑及其制造和使用方法。

背景技術：

1、二氧化碳是臭名昭著的溫室氣體，自從18世紀工業(yè)革命開始以來，其排放已在急劇上升。從那時起，co2排放已被證實是世界各地氣候變化的原因。國際氣候變化小組(international?panel?on?climate?change)的最近發(fā)現(xiàn)已提出co2排放應在2030前減半以避免對地球的進一步負面影響。已經(jīng)開發(fā)了各種技術來捕獲大氣co2，但是它們的缺點阻止了從空氣中更廣泛地封存co2的實現(xiàn)。

技術實現(xiàn)思路

1、在至少一個實施方案中，公開了一種直接空氣捕獲(dac)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可包括用于co2捕獲的多孔吸附劑結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可包括尺寸為4-10nm的納米孔，其形成用于co2進入吸附劑的內(nèi)部體積的通道的互穿網(wǎng)絡；用于吸附劑內(nèi)的co2擴散的大孔；和尺寸為約4-10nm并位于所述通道的網(wǎng)絡內(nèi)的納米顆粒。dac系統(tǒng)可包含疏水性的納米顆粒。該納米顆?？砂ㄊ杷约{米顆粒和親水性納米顆粒。dac系統(tǒng)可進一步包含基本上均勻尺寸的納米顆粒。dac系統(tǒng)可具有至少一部分具有均勻尺寸的納米孔和納米顆粒。通道可包括局部親水性區(qū)域。dac系統(tǒng)可進一步包括控制器，該控制器配置為調(diào)節(jié)該系統(tǒng)的相對濕度。

2、在另一個實施方案中，公開了一種直接空氣捕獲(dac)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可包括隔室，該隔室包括用于co2捕獲的多孔吸附劑結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括納米孔，每個尺寸為至少約4nm，所述納米孔形成交織、互穿的通道的網(wǎng)絡，其配置為吸引小于造成該通道內(nèi)溢流的體積的受控量的水，使得吸附劑的co2吸附增加且吸附劑再生的能量需求降低；和控制器，其被編程為調(diào)節(jié)該系統(tǒng)的相對濕度(rh)。dac系統(tǒng)可包括至少一部分納米孔，其包含均勻尺寸的納米孔。dac系統(tǒng)可包括大部分具有約4nm的尺寸的納米孔。dac系統(tǒng)可進一步包括多個大孔。dac系統(tǒng)的相對濕度可維持在小于約0.8的值。dac系統(tǒng)可進一步包括交換流體，其配置為通過通道從結(jié)構(gòu)中除去co2。dac系統(tǒng)的吸附劑中的受控量的水可取決于rh、溫度和吸附劑的co2飽和度。dac系統(tǒng)的通道網(wǎng)絡可進一步包含納米顆粒。

3、在另一個實施方案中，公開了一種直接空氣捕獲(dac)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可包括多孔吸附劑，其具有穿透一定體積的吸附劑的納米孔的網(wǎng)絡，所述納米孔具有在約4-10nm的范圍內(nèi)的均勻特性，其被配置為允許在納米孔的網(wǎng)絡內(nèi)的受控量的水；和分散在納米孔的網(wǎng)絡內(nèi)的納米顆粒。受控量可小于導致溢流的通道的量。受控量可取決于相對濕度(rh)、溫度和吸附劑的co2飽和度。納米顆粒可包括疏水性納米顆粒。dac系統(tǒng)可進一步包括控制器，其被編程為將該系統(tǒng)的rh維持在低于預定值。

技術特征：

1.一種直接空氣捕獲(dac)系統(tǒng)，其包括：

2.根據(jù)權利要求1所述的dac系統(tǒng)，其中所述納米顆粒是疏水性的。

3.根據(jù)權利要求1所述的dac系統(tǒng)，其中所述納米顆粒包括疏水性納米顆粒和親水性納米顆粒。

4.根據(jù)權利要求1所述的dac系統(tǒng)，其中所述納米顆粒包括基本上均勻尺寸的納米顆粒。

5.根據(jù)權利要求1所述的dac系統(tǒng)，其中所述納米孔和納米顆粒中的至少一部分具有均勻的尺寸。

6.根據(jù)權利要求1所述的dac系統(tǒng)，其中所述通道包括局部親水性區(qū)域。

7.根據(jù)權利要求1所述的dac系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)進一步包括控制器，所述控制器配置為調(diào)節(jié)所述系統(tǒng)的相對濕度。

8.一種直接空氣捕獲(dac)系統(tǒng)，其包括：

9.根據(jù)權利要求8所述的dac系統(tǒng)，其中所述納米孔中的至少一部分包括均勻尺寸的納米孔。

10.根據(jù)權利要求8所述的dac系統(tǒng)，其中所述納米孔中的大部分具有約4nm的尺寸。

11.根據(jù)權利要求8所述的dac系統(tǒng)，其中所述結(jié)構(gòu)進一步包括多個大孔。

12.根據(jù)權利要求8所述的dac系統(tǒng)，其中所述相對濕度維持在小于約0.8的值。

13.根據(jù)權利要求8所述的dac系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)進一步包括交換流體，所述交換流體配置為通過所述通道從所述結(jié)構(gòu)中除去co2。

14.根據(jù)權利要求8所述的dac系統(tǒng)，其中所述吸附劑中的受控量的水取決于rh、溫度和所述吸附劑的co2飽和度。

15.根據(jù)權利要求8所述的dac系統(tǒng)，其中所述通道的網(wǎng)絡進一步包含納米顆粒。

16.一種直接空氣捕獲(dac)系統(tǒng)，其包括：

17.根據(jù)權利要求16所述的dac系統(tǒng)，其中所述受控量小于導致溢流的通道的量。

18.根據(jù)權利要求16所述的dac系統(tǒng)，其中所述受控量取決于相對濕度(rh)、溫度和所述吸附劑的co2飽和度。

19.根據(jù)權利要求16所述的dac系統(tǒng)，其中所述納米顆粒包括疏水性納米顆粒。

20.根據(jù)權利要求16所述的dac系統(tǒng)，其進一步包括控制器，所述控制器被編程為將所述系統(tǒng)的rh維持在低于預定值。

技術總結(jié)
本發(fā)明涉及大氣二氧化碳吸附劑。一種直接空氣捕獲(DAC)系統(tǒng)，其包括用于CO<subgt;2</subgt;捕獲的多孔吸附劑結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)包括尺寸為4?10nm的納米孔，其形成用于CO<subgt;2</subgt;進入所述吸附劑的內(nèi)部體積的通道的互穿網(wǎng)絡；用于所述吸附劑內(nèi)的CO<subgt;2</subgt;擴散的大孔；和尺寸為約4?10nm并位于所述通道的網(wǎng)絡內(nèi)的納米顆粒。

技術研發(fā)人員：D·基恰耶夫,K·加德拉布,M·科恩布魯斯,N·莫里納里
受保護的技術使用者：羅伯特·博世有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/9