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Rationale design of sustainable porous organosilicas for optimal CO2 uptake from biogas

Projektbeschreibung

Kosten in der Biomethanerzeugung senken

Biomethan ist ein vielversprechender Energieträger für die Kreislaufwirtschaft. Häufig ist es jedoch mit CO2 verunreinigt, das entfernt werden muss. Traditionell werden dazu flüssige Amin-Adsorptionsmittel verwendet, die allerdings chemisch instabil sind und hohe Energiekosten verursachen. Das EU-finanzierte Projekt GRACE wird dazu beitragen, eine neue Generation fester Sorptionsmittel zu entwickeln, mit denen die Kosten um 40 % gesenkt werden können. Die Forschenden werden ein neues Verständnis der intermolekularen Wechselwirkungen erzielen, die an der Gas-Feststoff-Grenzfläche von Adsorptionsmitteloberflächen auftreten, was zur Synthese neuer Materialien wie periodischer mesoporöser Organosiliziumdioxid-Sorptionsmittel beitragen wird. Im Rahmen des Projekts werden auch neue Formen für Sorptionsmittel getestet, um den Prozess der Biogasaufbereitung effizienter zu gestalten.

Ziel

Biogas is a renewable energy source that contributes to carbon-neutrality by reducing GHG emissions. An EU-wide climate policy framework supports a circular economy based on biomethane. Yet, biomethane is largely contaminated with CO2 that must be removed. A promising method for biogas upgrading benefits from the use of solid adsorbents, cutting down 40% in sorbent regeneration costs compared to the use of decades-old liquid amine absorbents, which suffers from poor chemical stability and high regeneration energy costs. How can GRACE contribute to the global effort towards the design of future-generation sorbents with improved CO2/CH4 separation? GRACE aims at providing answers to this end by rationale materials’ design that will help to build an atomic-level understanding of intermolecular interactions at the gas-solid interface governing thermodynamic/kinetic phenomena at sorbent surfaces. The scarcity of atomic-scale studies in gas-sorption mechanisms at porous surfaces has hindered further progresses on the synthesis of better CO2-adsorbent materials. This knowledge gap is thus my major motivation. To tackle this challenge, GRACE encompasses 3 main goals: 1) design sustainable periodic mesoporous organosilica (PMO) sorbents; 2) obtain structure-property relationships studying gas-sorbents at the atomic level; 3) test distinct PMO grain shapes for better biogas upgrading under industrially-relevant operating conditions.
My past expertise in materials’ design and multidisciplinary characterization skills will be a valuable asset not only for the synthesis of viable sorbents with favorable properties for CO2/CH4 separation but also for the tandem use of operando TGA-IR, NMR/DNP spectroscopies and gas adsorption to study confined 13C-enriched CO2 species (using pure CO2 or gas mixtures). This equipment is hosted at CICECO-UAVR, an internationally renowned lab that fosters interdisciplinary research and is committed to support the growth of young researchers.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-WIDERA-2022-TALENTS-02

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Koordinator

UNIVERSIDADE DE AVEIRO
Netto-EU-Beitrag
€ 172 618,56
Adresse
CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE SANTIAGO
3810-193 Aveiro
Portugal
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
Keine Daten

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