Molecular and process modelling of facilitated transport membranes for carbon capture applications
Molecular and process modelling of facilitated transport membranes for carbon capture applications
批准号:
1940593
负责人:
金额:
$0.0万
依托单位:
依托单位国家:
英国
项目类别:
Studentship
财政年份:
2017
资助国家:
英国
项目状态:
已结题
起止时间:
2017 至 --
中文摘要
在一个由内燃机驱动的世界里,二氧化碳排放是一个全球性的环境和技术挑战。用于二氧化碳捕获的选择性膜是碳捕获和储存难题的关键部分,但由于效率和价格的原因,全面工业应用仍然遥不可及。更成熟和更好设计的膜材料对于将这项技术推向市场至关重要,反过来又需要对运输过程有基本的了解。促进运输杂交膜是一种新型的二氧化碳选择性膜,它结合了传统的膜技术和底物特异性活性位点,增强了选择性和扩散速率。高分子膜材料与适当设计的填料颗粒相结合,既能提高膜的性能,又能增强膜的结构。这些下一代材料有可能弥补目前膜技术在碳捕获和储存方面的一些局限性。在这个研究项目中,我将(1)建立促进运输杂化膜的分子动力学模拟模型;(2)通过蒙特卡罗模拟和其他计算工具计算扩散特性,评估候选化学物质和材料在CO2捕获中的性能;(3)建立促进运输的反应机制,特别是部分水合体系。这项研究的结果将纳入更大的NANOMEMC2项目,该项目涉及欧洲各地的学术和商业合作伙伴。计算结果将用于指导材料设计,并提高我们对膜材料扩散现象的基本理解。
英文摘要
In a world powered by combustion engines, CO2 emissions represents a global environmental and technological challenge. Selective membranes for CO2 capture are key pieces to the carbon capture and storage puzzle, but remain out of reach for full-scale industrial applications due to efficiency and price. More mature and better designed membrane materials are essential for bringing this technology to market, in turn requiring a fundamental understanding of the transport processes. Facilitated transport hybrid membranes are a new class of CO2-selective membranes, utilising a combination of conventional membrane technology with substrate-specific active sites enabling enhanced selectivity and diffusion rates. Combining polymeric membrane materials with suitably designed filler particles both improves membrane performance and can reinforce the membrane structurally. These next-generation materials have the potential to make up for some of the current limitations of membrane technology for carbon capture and storage.In this research project, I will (1) develop molecular dynamics simulation models for facilitated transport hybrid membranes, (2) evaluate candidate chemistries and materials for performance in CO2 capture by calculating diffusion properties through Monte Carlo simulation and other computational tools, (3) establish the reaction mechanisms of facilitated transport, looking in particular at partially hydrated systems.The outcome of this research will feed into the larger NANOMEMC2 project, involving academic and commercial partners across Europe. Computational results will be used to guide material design and to improve our fundamental understanding of diffusion phenomena in membrane materials.
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科研奖励(0)
会议论文
Solubility prediction in mixed solvents: A combined molecular simulation and experimental approach
混合溶剂中的溶解度预测:分子模拟和实验相结合的方法
DOI:
10.1016/j.fluid.2018.11.016
发表时间:
2019
期刊:
Fluid Phase Equilibria
影响因子:
2.6
作者:
[Kvam O]
通讯作者:
Kvam O
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