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Microscopic investigations of CO2 capture and scattering on liquid gas interface

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Nanoporöse Materialien zur selektiven Kohlendioxidabscheidung

Ein EU-finanziertes Konsortium hat die Kohlendioxid- (CO2-) Abscheidung und Lagerung durch nanoporöse Materialien untersucht. Um Anforderungen an mikroskopische Studien besser gerecht zu werden, wurden neue theoretische Quantenmethoden entwickelt.

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Das EU-finanzierte Projekt CAPZEO (Microscopic investigations of CO2 capture and scattering on liquid gas interface) sollte Partnerschaften zwischen europäischen und internationalen Forschern stärken. Drei Partner aus Europa und zwei Partner aus Marokko und Tunesien sollten gemeinsam Modelle der CO2-Absorption mittels zeolithischer Imidazolat-Gerüste (ZIF) und deren konstitutiven Einheiten entwickeln. Wie Zeolithe besitzen ZIF (eine Klasse metallorganischer Gerüste) Poren, die die hochselektive Abscheidung und Speicherung von CO2 ermöglichen. Schwerpunkt von CAPZEO war die Ermittlung elektronischer Strukturen für die Erstellung atomarer Modelle der CO2-Absorption. Ziel dessen war die Berechnung und Optimierung grundlegender Parameter der Wechselwirkungen zwischen CO2-Molekülpaaren sowie zwischen CO2-Molekülen und ZIF. Die Bestimmung der mikroskopischen Parameter der CO2-Abscheidung war ein wichtiger erster Schritt, um Zusammenhänge zwischen Adsorptionsverfahren und Druck bzw. Temperatur zu analysieren. Diese Parameter wurden dann in die makroskopische Beschreibung übernommen. Ein weiterer Projektteil beschäftigte sich mit theoretischen Analysen der CO2-Streuung bei Grenzflächen zwischen Flüssigkeiten und Gas auf mikroskopischer Ebene. Anhand einer Monoschicht von ZIF-Untereinheiten, die auf einer Goldoberfläche adsorbiert wurden, wurde die Grenzfläche der Flüssigkeit modelliert. Zudem erforschte man die Stereodynamik der CO2-Streuung auf der Modelloberfläche. CAPZEO war eine erfolgreiche Partnerschaft, wie die 45 in renommierten Fachzeitschriften veröffentlichten Beiträge belegen. Zudem wurde eine Sommerakademie und ein internationales Symposium zu theoretischen Methoden der Analyse von Molekülsystemen organisiert.

Schlüsselbegriffe

Nanomaterialien, Kohlendioxidabscheidung, CAPZEO, zeolithische Imidazolat-Gerüste, elektronische Struktur

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