STRATEGIES FOR CAPTURING CO2 USING HYDRATES: THEORETICAL ANALYSIS BASED ON MOLECULAR SIMULATION AND QUANTUM METHODS AB INITIO (Q3151019)
Jump to navigation
Jump to search
Project Q3151019 in Spain
| Language | Label | Description | Also known as |
|---|---|---|---|
| English | STRATEGIES FOR CAPTURING CO2 USING HYDRATES: THEORETICAL ANALYSIS BASED ON MOLECULAR SIMULATION AND QUANTUM METHODS AB INITIO |
Project Q3151019 in Spain |
Statements
30,965.72 Euro
0 references
56,870.0 Euro
0 references
54.45 percent
0 references
1 January 2016
0 references
31 December 2019
0 references
UNIVERSIDAD DE VIGO
0 references
36200
0 references
LOS HIDRATOS Y CLATRATOS DE GAS REPRESENTAN UN AMBITO DE INVESTIGACION MUY ACTIVO EN LA ACTUALIDAD POR NUMEROSAS RAZONES. LA MAS EVIDENTE ES LA INGENTE CANTIDAD DE GAS NATURAL QUE SE HA DESCUBIERTO ATRAPADO EN DEPOSITOS DE HIDRATOS EN LOS FONDOS OCEANICOS Y EL PERMAFROST, SIGNIFICANDO UNA FUENTE ENERGETICA CUYA EXPLOTACION ES UN OBJETIVO ESTRATEGICO TODAVIA NO DESARROLLADO. SIN EMBRAGO, LOS HIDRATOS ESTAN INVOLUCRADOS EN MUCHAS OTRAS APLICACIONES, Y UNA DE LAS MAS IMPORTANTES ES SU EMPLEO EN LA CAPTURA Y ALMACENAMIENTO DE CO2. ES BIEN CONOCIDO QUE LA SELECTIVIDAD DE LOS HIDRATOS ES DIFERENTE PARA DIFERENTES GASES, Y ESTUDIOS EXPERIMENTALES HAN MOSTRADO QUE EL USO DE ADITIVOS O ALGUNOS CLATRATOS ORGANICOS PUEDEN SER UTILES PARA LA SEPARACION DEL CO2 DE GASES EFLUENTES INDUSTRIALES, POR EJEMPLO. OTROS TRABAJOS HAN APUNTADO LA POSIBILIDAD DE REEMPLAZAR CH4 POR CO2 EN LOS DEPOSITOS NATURALES DE HIDRATOS, OBTENIENDO UN DOBLE BENEFICIO CON UN BALANCE MEDIOAMBIOENTAL OPTIMO. SIN EMBARGO, EL DESARROLLO DE ESTOS PROCESOS NECESITA DE UN CONOCIMIENTO PROFUNDO DE LOS HIDRATOS, INCLUYENDO EQUILIBRIO DE FASES, PROPIEDADES TERMOFISICAS Y DE TRANSPORTE, Y DINAMICA DE NUCLEACION Y DISOCIACION. EN LA ACTUALIDAD, LAS TEORIAS MOLECULARES EXISTENTES SOLO CONSIGUEN DESCRIBIR LOS HIDRATOS MAS SIMPLES, SIENDO PRECISAS APORTACIONES PARA COMPRENDER EN DETALLE SU COMPORTAMIENTO FISICO-QUIMICO. ESTE PROYECTO PROPONE, EN ESTA LINEA, UN ESTUDIO TEORICO DETALLADO SOBRE HIDRATOS, ENFOCANDOSE EN LOS SISTEMAS CON APLICACION POTENCIAL A CAPTURA Y ALMACENAMIENTO DE CO2. ESTO INCLUYE: I) HIDRATOS MIXTOS DE CH4 Y CO2, UN SISTEMA MUY POCO ESTUDIADO HASTA LA FECHA, II) EFECTO DE ADITIVOS TERMODINAMICOS DE LA FAMILIA DE LOS ETERES CICLICOS, III) CLATRATOS ORGANICOS DE OTRAS MOLECULAS COMO LA HIDROQUINONA, CON GRAN SELECTIVIDAD SOBRE EL CO2. LA ESTRATEGIA PROPUESTA COMBINA TRES APROXIMACIONES TEORICAS, QUE REPRESENTAN NIVELES DE CALCULO DIFERENTES DESDE TERMODINAMICA MACROSCOPICA A CALCULOS CUANTICOS ATOMICOS, Y CONSTITUYEN LAS HERRAMIENTAS EXISTENTES MAS AVANZADAS APLICADAS AL AMBITO DE LOS HIDRATOS. EL PRIMER PASO SON LAS ECUACIONES DE ESTADO MOLECULARES, USANDO EL MODELO SAFT COMO REFERENCIA, COMBINADO CON LA APROXIMACION DE VAN DER WAALS PLATTEEUW PARA OBTENER ESTIMACIONES DE EQUILIBRIO DE FASES. A CONTINUACION, SE REALIZARAN CALCULOS DE DINAMICA MOLECULAR, CON EL OBJETO DE EVALUAR LOS DIFERENTES MODELOS MOLECULARES PROPUESTOS PARA LAS ESPECIES INVOLUCRADAS, BUSCANDO UNA DESCRIPCION CUANTITATIVA DE EQUILIBRIO DE FASES, PROPIEDADES TERMOFISICAS Y DE TRANSPORTE. FINALMENTE, SE REALIZARAN CALCULOS CUANTICOS AB INITIO USANDO LA TEORIA FUNCIONAL DE LA DENSIDAD PARA OBTENER INFORMACIONLN PRECISA SOBRE DETALLES MICROSCOPICOS COMO ESTRUCTURA, NATURALEZA DE LAS INTERACCIONES INTERMOLECULARES, DIFUSION, Y ESPECTROS RAMAN E INFRARROJO. LA COMBINACION DE ESTAS TECNICAS PROPORCIONA, COMO SE HA MOSTRADO EN NUESTROS ESTUDIOS PRELIMINARES PARA HIDRATOS SENCILLOS, UNA COMPRENSION MEJORADA DE LA FISICA DE ESTOS SISTEMAS, LO QUE A MENUDO NO ES ACCESIBLE EXPERIMENTALMENTE DEBIDO A LAS ESCALAS DE DISTANCIA Y TIEMPO INVOLUCRADAS. LA COMPARACION DE LAS PROPIEDADES ESTIMADAS CON LA ESCASA INFORMACION EXPERIMENTAL EXISTENTE AYUDARA A REFINAR LAS TEORIAS Y MODELOS CITADOS, BUSCANDO EFICIENCIA CUANTITATIVA EN LOS SISTEMAS INVOLUCRADOS EN LOS PROCESOS DE CAPTURA Y ALMACENAMIENTO DE CO2. (Spanish)
0 references
HYDRATES AND GAS CLATRATES REPRESENT A VERY ACTIVE RESEARCH AREA TODAY FOR MANY REASONS. THE MOST OBVIOUS IS THE HUGE AMOUNT OF NATURAL GAS THAT HAS BEEN DISCOVERED TRAPPED IN HYDRATE DEPOSITS IN THE OCEANIC BOTTOMS AND PERMAFROST, MEANING AN ENERGETIC SOURCE WHOSE EXPLOITATION IS AN UNDEVELOPED STRATEGIC OBJECTIVE. HOWEVER, HYDRATES ARE INVOLVED IN MANY OTHER APPLICATIONS, AND ONE OF THE MOST IMPORTANT IS THEIR USE IN CO2 CAPTURE AND STORAGE. IT IS WELL KNOWN THAT THE SELECTIVITY OF HYDRATES IS DIFFERENT FOR DIFFERENT GASES, AND EXPERIMENTAL STUDIES HAVE SHOWN THAT THE USE OF ADDITIVES OR SOME ORGANIC CLATRATES CAN BE USEFUL FOR THE SEPARATION OF CO2 FROM INDUSTRIAL EFFLUENT GASES, FOR EXAMPLE. OTHER WORKS HAVE POINTED TO THE POSSIBILITY OF REPLACING CH4 WITH CO2 IN NATURAL HYDRATE DEPOSITS, OBTAINING A DOUBLE BENEFIT WITH AN OPTIMAL ENVIRONMENTAL BALANCE. HOWEVER, THE DEVELOPMENT OF THESE PROCESSES REQUIRES A THOROUGH KNOWLEDGE OF HYDRATES, INCLUDING PHASE BALANCE, TERMOPHSICAS AND TRANSPORT PROPERTIES, AND NUCLEATION AND DISSOCIATION DYNAMICS. CURRENTLY, THE EXISTING MOLECULAR THEORIES ONLY MANAGE TO DESCRIBE THE SIMPLEST HYDRATES, BEING NECESSARY CONTRIBUTIONS TO UNDERSTAND IN DETAIL THEIR PHYSICAL-CHEMICAL BEHAVIOR. THIS PROJECT PROPOSES, IN THIS LINE, A DETAILED THEORETICAL STUDY ON HYDRATES, FOCUSING ON SYSTEMS WITH POTENTIAL APPLICATION TO CO2 CAPTURE AND STORAGE. THIS INCLUDES: I) MIXED HYDRATES OF CH4 AND CO2, A SYSTEM VERY LITTLE STUDIED TO DATE, II) EFFECT OF ADDITIVES TERMODINAMICOS OF THE FAMILY OF CYCLIC ETHERS, III) ORGANIC CLATRATES OF OTHER MOLECULES SUCH AS HYDROQUINONE, WITH GREAT SELECTIVITY ON CO2. THE PROPOSED STRATEGY COMBINES THREE THEORETICAL APPROACHES, REPRESENTING DIFFERENT LEVELS OF CALCULATION FROM MACROSCOPICA THERMODYNAMICS TO ATOMIC QUANTUM CALCULATIONS, AND CONSTITUTE THE MOST ADVANCED EXISTING TOOLS APPLIED TO THE FIELD OF HYDRATES. THE FIRST STEP IS MOLECULAR STATE EQUATIONS, USING THE SAFT MODEL AS A REFERENCE, COMBINED WITH VAN DER WAALS PLATTEEUW’S APPROXIMATION TO OBTAIN PHASE EQUILIBRIUM ESTIMATES. NEXT, MOLECULAR DYNAMICS CALCULATIONS WILL BE PERFORMED, IN ORDER TO EVALUATE THE DIFFERENT MOLECULAR MODELS PROPOSED FOR THE SPECIES INVOLVED, SEEKING A QUANTITATIVE DESCRIPTION OF PHASE EQUILIBRIUM, TERMOPHSICAS AND TRANSPORT PROPERTIES. FINALLY, QUANTIC AB INITIO CALCULATIONS WILL BE PERFORMED USING THE FUNCTIONAL DENSITY THEORY TO OBTAIN PRECISE INFORMATIONLN ON MICROSCOPIC DETAILS SUCH AS STRUCTURE, NATURE OF INTERMOLECULAR INTERACTIONS, DIFFUSION, AND RAMAN AND INFRARED SPECTRA. THE COMBINATION OF THESE TECHNIQUES PROVIDES, AS HAS BEEN SHOWN IN OUR PRELIMINARY STUDIES FOR SIMPLE HYDRATES, AN IMPROVED UNDERSTANDING OF THE PHYSICS OF THESE SYSTEMS, WHICH IS OFTEN NOT ACCESSIBLE EXPERIMENTALLY DUE TO THE SCALES OF DISTANCE AND TIME INVOLVED. COMPARING THE ESTIMATED PROPERTIES WITH THE LIMITED EXPERIMENTAL INFORMATION AVAILABLE WILL HELP TO REFINE THE THEORIES AND MODELS CITED, SEEKING QUANTITATIVE EFFICIENCY IN THE SYSTEMS INVOLVED IN CO2 CAPTURE AND STORAGE PROCESSES. (English)
12 October 2021
0.6174749449557783
0 references
LES CLATRATES HYDRATES ET GAZEUSES REPRÉSENTENT AUJOURD’HUI UN DOMAINE DE RECHERCHE TRÈS ACTIF POUR DE NOMBREUSES RAISONS. LA PLUS ÉVIDENTE EST L’ÉNORME QUANTITÉ DE GAZ NATUREL QUI A ÉTÉ DÉCOUVERTE PIÉGÉE DANS DES DÉPÔTS D’HYDRATES DANS LES FONDS OCÉANIQUES ET LE PERGÉLISOL, CE QUI SIGNIFIE UNE SOURCE ÉNERGÉTIQUE DONT L’EXPLOITATION EST UN OBJECTIF STRATÉGIQUE NON DÉVELOPPÉ. CEPENDANT, LES HYDRATES SONT IMPLIQUÉS DANS DE NOMBREUSES AUTRES APPLICATIONS, ET L’UNE DES PLUS IMPORTANTES EST LEUR UTILISATION DANS LE CAPTAGE ET LE STOCKAGE DU CO2. IL EST BIEN CONNU QUE LA SÉLECTIVITÉ DES HYDRATES EST DIFFÉRENTE POUR DIFFÉRENTS GAZ, ET DES ÉTUDES EXPÉRIMENTALES ONT MONTRÉ QUE L’UTILISATION D’ADDITIFS OU DE CERTAINS CLATRATES ORGANIQUES PEUT ÊTRE UTILE POUR SÉPARER LE CO2 DES GAZ D’EFFLUENT INDUSTRIELS, PAR EXEMPLE. D’AUTRES TRAVAUX ONT MIS EN ÉVIDENCE LA POSSIBILITÉ DE REMPLACER LE CH4 PAR DU CO2 DANS DES DÉPÔTS NATURELS D’HYDRATES, EN OBTENANT UN DOUBLE AVANTAGE AVEC UN ÉQUILIBRE ENVIRONNEMENTAL OPTIMAL. CEPENDANT, LE DÉVELOPPEMENT DE CES PROCESSUS NÉCESSITE UNE CONNAISSANCE APPROFONDIE DES HYDRATES, Y COMPRIS L’ÉQUILIBRE DES PHASES, LES TERMOPHSICAS ET LES PROPRIÉTÉS DE TRANSPORT, AINSI QUE LA DYNAMIQUE DE NUCLÉATION ET DE DISSOCIATION. ACTUELLEMENT, LES THÉORIES MOLÉCULAIRES EXISTANTES NE PARVIENNENT QU’À DÉCRIRE LES HYDRATES LES PLUS SIMPLES, ÉTANT DES CONTRIBUTIONS NÉCESSAIRES POUR COMPRENDRE EN DÉTAIL LEUR COMPORTEMENT PHYSICO-CHIMIQUE. CE PROJET PROPOSE, DANS CETTE LIGNE, UNE ÉTUDE THÉORIQUE DÉTAILLÉE SUR LES HYDRATES, AXÉE SUR LES SYSTÈMES SUSCEPTIBLES D’ÊTRE APPLIQUÉS AU CAPTAGE ET AU STOCKAGE DU CO2. IL S’AGIT NOTAMMENT: I) HYDRATES MIXTES DE CH4 ET DE CO2, UN SYSTÈME TRÈS PEU ÉTUDIÉ À CE JOUR, II) EFFET DES ADDITIFS TERMODINAMICOS DE LA FAMILLE DES ÉTHERS CYCLIQUES, III) CLATRATES ORGANIQUES D’AUTRES MOLÉCULES TELLES QUE L’HYDROQUINONE, AVEC UNE GRANDE SÉLECTIVITÉ SUR LE CO2. LA STRATÉGIE PROPOSÉE COMBINE TROIS APPROCHES THÉORIQUES, REPRÉSENTANT DIFFÉRENTS NIVEAUX DE CALCUL, ALLANT DE LA THERMODYNAMIQUE MACROSCOPICA AUX CALCULS QUANTIQUES ATOMIQUES, ET CONSTITUE LES OUTILS EXISTANTS LES PLUS AVANCÉS APPLIQUÉS AU DOMAINE DES HYDRATES. LA PREMIÈRE ÉTAPE EST DES ÉQUATIONS D’ÉTAT MOLÉCULAIRE, UTILISANT LE MODÈLE SAFT COMME RÉFÉRENCE, COMBINÉES AVEC L’APPROXIMATION DE VAN DER WAALS PLATTEEUW POUR OBTENIR DES ESTIMATIONS D’ÉQUILIBRE DE PHASE. ENSUITE, DES CALCULS DE DYNAMIQUE MOLÉCULAIRE SERONT EFFECTUÉS, AFIN D’ÉVALUER LES DIFFÉRENTS MODÈLES MOLÉCULAIRES PROPOSÉS POUR LES ESPÈCES CONCERNÉES, EN CHERCHANT UNE DESCRIPTION QUANTITATIVE DE L’ÉQUILIBRE DE PHASE, DU TERMOPHSICAS ET DES PROPRIÉTÉS DE TRANSPORT. ENFIN, LES CALCULS DE QUANTIC AB INITIO SERONT EFFECTUÉS À L’AIDE DE LA THÉORIE DE LA DENSITÉ FONCTIONNELLE POUR OBTENIR DES INFORMATIONLN PRÉCISES SUR DES DÉTAILS MICROSCOPIQUES TELS QUE LA STRUCTURE, LA NATURE DES INTERACTIONS INTERMOLÉCULAIRES, LA DIFFUSION, ET LES SPECTRES RAMAN ET INFRAROUGE. LA COMBINAISON DE CES TECHNIQUES FOURNIT, COMME NOUS L’AVONS MONTRÉ DANS NOS ÉTUDES PRÉLIMINAIRES SUR LES HYDRATES SIMPLES, UNE MEILLEURE COMPRÉHENSION DE LA PHYSIQUE DE CES SYSTÈMES, QUI N’EST SOUVENT PAS ACCESSIBLE EXPÉRIMENTALEMENT EN RAISON DES ÉCHELLES DE DISTANCE ET DE TEMPS IMPLIQUÉES. LA COMPARAISON DES PROPRIÉTÉS ESTIMÉES AVEC LES INFORMATIONS EXPÉRIMENTALES LIMITÉES DISPONIBLES AIDERA À AFFINER LES THÉORIES ET LES MODÈLES CITÉS, EN RECHERCHANT UNE EFFICACITÉ QUANTITATIVE DANS LES SYSTÈMES IMPLIQUÉS DANS LES PROCESSUS DE CAPTAGE ET DE STOCKAGE DU CO2. (French)
2 December 2021
0 references
HYDRATE UND GAS CLATRATES STELLEN HEUTE AUS VIELEN GRÜNDEN EIN SEHR AKTIVES FORSCHUNGSGEBIET DAR. AM OFFENSICHTLICHSTEN IST DIE RIESIGE MENGE AN ERDGAS, DIE IN DEN FEUCHTEN ABLAGERUNGEN IN DEN MEERESBÖDEN UND PERMAFROST GEFANGEN WURDE, D. H. EINE ENERGETISCHE QUELLE, DEREN AUSBEUTUNG EIN UNERSCHLOSSENES STRATEGISCHES ZIEL IST. ALLERDINGS SIND HYDRATE IN VIELEN ANDEREN ANWENDUNGEN BETEILIGT, UND EINER DER WICHTIGSTEN IST IHR EINSATZ IN DER CO2-ABSCHEIDUNG UND -SPEICHERUNG. ES IST BEKANNT, DASS DIE SELEKTIVITÄT VON HYDRATEN FÜR VERSCHIEDENE GASE UNTERSCHIEDLICH IST, UND EXPERIMENTELLE STUDIEN HABEN GEZEIGT, DASS DIE VERWENDUNG VON ADDITIVEN ODER EINIGEN ORGANISCHEN CLATRATES FÜR DIE TRENNUNG VON CO2 VON INDUSTRIELLEN ABLEITUNGSGASEN NÜTZLICH SEIN KANN. ANDERE ARBEITEN HABEN AUF DIE MÖGLICHKEIT HINGEWIESEN, CH4 DURCH CO2 IN NATÜRLICHEN FEUCHTIGKEITSVORKOMMEN ZU ERSETZEN UND EINEN DOPPELTEN NUTZEN MIT EINER OPTIMALEN UMWELTBILANZ ZU ERZIELEN. DIE ENTWICKLUNG DIESER PROZESSE ERFORDERT JEDOCH EINE GRÜNDLICHE KENNTNIS DER HYDRATEN, EINSCHLIESSLICH PHASENBILANZ, TERMOPHSICAS- UND TRANSPORTEIGENSCHAFTEN SOWIE NUKLEIERUNGS- UND DISSOZIATIONSDYNAMIK. DERZEIT GELINGT ES DEN BESTEHENDEN MOLEKULAREN THEORIEN NUR, DIE EINFACHSTEN HYDRATE ZU BESCHREIBEN, DA SIE NOTWENDIGE BEITRÄGE SIND, UM IHR PHYSIKALISCH-CHEMISCHES VERHALTEN IM DETAIL ZU VERSTEHEN. DIESES PROJEKT SCHLÄGT IN DIESER LINIE EINE DETAILLIERTE THEORETISCHE STUDIE ZU HYDRATEN VOR, DIE SICH AUF SYSTEME MIT POTENZIELLER ANWENDUNG AUF CO2-ABSCHEIDUNG UND -SPEICHERUNG KONZENTRIERT. DAZU GEHÖREN: I) MISCHHYDRATE VON CH4 UND CO2, EIN BISHER SEHR WENIG UNTERSUCHTES SYSTEM, II) WIRKUNG VON ZUSATZSTOFFEN TERMODINAMICOS DER FAMILIE DER ZYKLISCHEN ETHER, III) ORGANISCHE KLATRATES ANDERER MOLEKÜLE WIE HYDROCHINON, MIT GROSSER SELEKTIVITÄT AUF CO2. DIE VORGESCHLAGENE STRATEGIE KOMBINIERT DREI THEORETISCHE ANSÄTZE, DIE UNTERSCHIEDLICHE BERECHNUNGSEBENEN VON DER THERMODYNAMIK MACROSCOPICA BIS HIN ZU ATOMQUANTENBERECHNUNGEN DARSTELLEN, UND STELLEN DIE FORTSCHRITTLICHSTEN VORHANDENEN INSTRUMENTE DAR, DIE AUF DEN BEREICH DER HYDRATEN ANGEWANDT WERDEN. DER ERSTE SCHRITT SIND MOLEKULARE ZUSTANDSGLEICHUNGEN, DIE DAS SAFT-MODELL ALS REFERENZ VERWENDEN, KOMBINIERT MIT DER NÄHERUNG VON VAN DER WAALS PLATTEEUW, UM PHASENGLEICHGEWICHTSSCHÄTZUNGEN ZU ERHALTEN. ALS NÄCHSTES WERDEN MOLEKULARE DYNAMIKBERECHNUNGEN DURCHGEFÜHRT, UM DIE VERSCHIEDENEN MOLEKULAREN MODELLE, DIE FÜR DIE BETEILIGTEN ARTEN VORGESCHLAGEN WERDEN, ZU BEWERTEN UND EINE QUANTITATIVE BESCHREIBUNG DES PHASENGLEICHGEWICHTS, DER TERMOPHSICAS- UND DER TRANSPORTEIGENSCHAFTEN ZU SUCHEN. SCHLIESSLICH WERDEN QUANTIC AB INITIO BERECHNUNGEN MIT HILFE DER FUNKTIONSDICHTE THEORIE DURCHGEFÜHRT, UM GENAUE INFORMATIONLN AUF MIKROSKOPISCHE DETAILS WIE STRUKTUR, ART DER INTERMOLEKULAREN WECHSELWIRKUNGEN, DIFFUSION, RAMAN UND INFRAROT-SPEKTREN ZU ERHALTEN. DIE KOMBINATION DIESER TECHNIKEN BIETET, WIE IN UNSEREN VORSTUDIEN FÜR EINFACHE HYDRATE GEZEIGT WURDE, EIN BESSERES VERSTÄNDNIS DER PHYSIK DIESER SYSTEME, DIE OFT NICHT EXPERIMENTELL AUFGRUND DER SKALEN VON ENTFERNUNG UND ZEIT ZUGÄNGLICH IST. DER VERGLEICH DER GESCHÄTZTEN EIGENSCHAFTEN MIT DEN BEGRENZTEN VERFÜGBAREN EXPERIMENTELLEN INFORMATIONEN WIRD DAZU BEITRAGEN, DIE GENANNTEN THEORIEN UND MODELLE ZU VERFEINERN UND QUANTITATIVE EFFIZIENZ IN DEN SYSTEMEN DER CO2-ABSCHEIDUNG UND -SPEICHERUNG ZU ERREICHEN. (German)
9 December 2021
0 references
HYDRATEN EN GAS CLATRATES VERTEGENWOORDIGEN VANDAAG OM VELE REDENEN EEN ZEER ACTIEF ONDERZOEKSTERREIN. HET MEEST VOOR DE HAND LIGGENDE IS DE ENORME HOEVEELHEID AARDGAS DIE IS ONTDEKT IN VOCHTAFZETTINGEN IN DE OCEANISCHE BODEMS EN PERMAFROST, WAT EEN ENERGETISCHE BRON IS WAARVAN DE EXPLOITATIE EEN ONONTWIKKELD STRATEGISCH DOEL IS. ECHTER, HYDRATEN ZIJN BETROKKEN BIJ VELE ANDERE TOEPASSINGEN, EN EEN VAN DE BELANGRIJKSTE IS HET GEBRUIK ERVAN BIJ HET AFVANGEN EN OPSLAAN VAN CO2. HET IS ALGEMEEN BEKEND DAT DE SELECTIVITEIT VAN HYDRATEN VERSCHILLEND IS VOOR VERSCHILLENDE GASSEN, EN EXPERIMENTELE STUDIES HEBBEN AANGETOOND DAT HET GEBRUIK VAN ADDITIEVEN OF SOMMIGE ORGANISCHE CLATRATES NUTTIG KAN ZIJN VOOR DE SCHEIDING VAN CO2 VAN INDUSTRIËLE EFFLUENTGASSEN, BIJVOORBEELD. ANDERE WERKEN HEBBEN GEWEZEN OP DE MOGELIJKHEID OM CH4 TE VERVANGEN DOOR CO2 IN NATUURLIJKE HYDRATERENDE AFZETTINGEN, WAARDOOR EEN DUBBEL VOORDEEL WORDT VERKREGEN MET EEN OPTIMALE MILIEUBALANS. DE ONTWIKKELING VAN DEZE PROCESSEN VEREIST ECHTER EEN GRONDIGE KENNIS VAN HYDRATEN, WAARONDER FASEBALANS, TERMOPHSICAS EN TRANSPORTEIGENSCHAPPEN, EN KERN- EN DISSOCIATIEDYNAMIEK. MOMENTEEL SLAGEN DE BESTAANDE MOLECULAIRE THEORIEËN ER ALLEEN IN OM DE EENVOUDIGSTE HYDRATEN TE BESCHRIJVEN, OMDAT ZE NOODZAKELIJKE BIJDRAGEN ZIJN OM HUN FYSISCH-CHEMISCHE GEDRAG IN DETAIL TE BEGRIJPEN. IN DIT PROJECT WORDT IN DEZE LIJN EEN GEDETAILLEERD THEORETISCH ONDERZOEK NAAR HYDRATEN VOORGESTELD, WAARBIJ DE NADRUK LIGT OP SYSTEMEN MET MOGELIJKE TOEPASSING OP CO2-AFVANG EN -OPSLAG. DIT OMVAT: I) GEMENGDE HYDRATEN VAN CH4 EN CO2, EEN SYSTEEM TOT OP HEDEN ZEER WEINIG BESTUDEERD, II) EFFECT VAN ADDITIEVEN TERMODINAMICOS VAN DE FAMILIE VAN CYCLISCHE ETHERS, III) ORGANISCHE CLATRATES VAN ANDERE MOLECULEN ZOALS HYDROCHINON, MET EEN GROTE SELECTIVITEIT OP CO2. DE VOORGESTELDE STRATEGIE COMBINEERT DRIE THEORETISCHE BENADERINGEN, DIE VERSCHILLENDE BEREKENINGSNIVEAUS VERTEGENWOORDIGEN, VAN MACROSCOPICA THERMODYNAMICA TOT ATOMAIRE KWANTUMBEREKENINGEN, EN VORMEN DE MEEST GEAVANCEERDE BESTAANDE INSTRUMENTEN DIE WORDEN TOEGEPAST OP HET GEBIED VAN HYDRATEN. DE EERSTE STAP IS MOLECULAIRE STAATVERGELIJKINGEN, WAARBIJ HET SAFT-MODEL ALS REFERENTIE WORDT GEBRUIKT, GECOMBINEERD MET DE BENADERING VAN VAN DER WAALS PLATTEEUW OM FASE-EVENWICHTSSCHATTINGEN TE VERKRIJGEN. VERVOLGENS ZULLEN MOLECULAIRE DYNAMIEKBEREKENINGEN WORDEN UITGEVOERD OM DE VERSCHILLENDE MOLECULAIRE MODELLEN TE EVALUEREN DIE VOOR DE BETROKKEN SOORTEN WORDEN VOORGESTELD, WAARBIJ WORDT GEZOCHT NAAR EEN KWANTITATIEVE BESCHRIJVING VAN FASEEVENWICHT, TERMOPHSICAS EN TRANSPORTEIGENSCHAPPEN. TOT SLOT ZULLEN KWANTITATIEVE AB-INITIO-BEREKENINGEN WORDEN UITGEVOERD MET BEHULP VAN DE FUNCTIONELE DICHTHEIDSTHEORIE OM NAUWKEURIGE INFORMATIONLN TE VERKRIJGEN OP MICROSCOPISCHE DETAILS ZOALS STRUCTUUR, AARD VAN INTERMOLECULAIRE INTERACTIES, DIFFUSIE EN RAMAN EN INFRAROODSPECTRA. DE COMBINATIE VAN DEZE TECHNIEKEN BIEDT, ZOALS IS AANGETOOND IN ONZE VOORBEREIDENDE STUDIES VOOR EENVOUDIGE HYDRATEN, EEN BETER BEGRIP VAN DE FYSICA VAN DEZE SYSTEMEN, DIE VAAK EXPERIMENTEEL NIET TOEGANKELIJK IS VANWEGE DE SCHAAL VAN AFSTAND EN TIJD. HET VERGELIJKEN VAN DE GESCHATTE EIGENSCHAPPEN MET DE BEPERKTE BESCHIKBARE EXPERIMENTELE INFORMATIE ZAL BIJDRAGEN TOT DE VERFIJNING VAN DE GECITEERDE THEORIEËN EN MODELLEN, WAARBIJ WORDT GESTREEFD NAAR KWANTITATIEVE EFFICIËNTIE IN DE SYSTEMEN DIE BETROKKEN ZIJN BIJ HET AFVANGEN EN OPSLAAN VAN CO2. (Dutch)
17 December 2021
0 references
I CLATRATI IDRATI E GAS RAPPRESENTANO OGGI UN'AREA DI RICERCA MOLTO ATTIVA PER MOLTE RAGIONI. LA PIÙ EVIDENTE È L'ENORME QUANTITÀ DI GAS NATURALE CHE È STATO SCOPERTO INTRAPPOLATO NEI DEPOSITI DI IDRATO NEI FONDALI OCEANICI E NEL PERMAFROST, OSSIA UNA FONTE ENERGETICA IL CUI SFRUTTAMENTO È UN OBIETTIVO STRATEGICO NON SVILUPPATO. TUTTAVIA, GLI IDRATI SONO COINVOLTI IN MOLTE ALTRE APPLICAZIONI, E UNA DELLE PIÙ IMPORTANTI È IL LORO USO NELLA CATTURA E STOCCAGGIO DI CO2. È NOTO CHE LA SELETTIVITÀ DEGLI IDRATI È DIVERSA PER I DIVERSI GAS E STUDI SPERIMENTALI HANNO DIMOSTRATO CHE L'USO DI ADDITIVI O DI ALCUNI CLATRATI ORGANICI PUÒ ESSERE UTILE PER LA SEPARAZIONE DEL CO2 DAI GAS DI SCARICO INDUSTRIALI, AD ESEMPIO. ALTRI LAVORI HANNO EVIDENZIATO LA POSSIBILITÀ DI SOSTITUIRE CH4 CON CO2 IN DEPOSITI DI IDRATO NATURALE, OTTENENDO UN DOPPIO VANTAGGIO CON UN EQUILIBRIO AMBIENTALE OTTIMALE. TUTTAVIA, LO SVILUPPO DI QUESTI PROCESSI RICHIEDE UNA CONOSCENZA APPROFONDITA DEGLI IDRATI, TRA CUI L'EQUILIBRIO DI FASE, IL TERMOPHSICAS E LE PROPRIETÀ DI TRASPORTO, NONCHÉ LE DINAMICHE DI NUCLEAZIONE E DISSOCIAZIONE. ATTUALMENTE, LE TEORIE MOLECOLARI ESISTENTI RIESCONO SOLO A DESCRIVERE GLI IDRATI PIÙ SEMPLICI, ESSENDO I CONTRIBUTI NECESSARI PER CAPIRE IN DETTAGLIO IL LORO COMPORTAMENTO FISICO-CHIMICO. IL PROGETTO PROPONE, IN QUESTA LINEA, UNO STUDIO TEORICO DETTAGLIATO SUGLI IDRATI, INCENTRATO SUI SISTEMI CON POTENZIALE APPLICAZIONE ALLA CATTURA E ALLO STOCCAGGIO DI CO2. CIÒ COMPRENDE: I) IDRATI MISTI DI CH4 E CO2, UN SISTEMA MOLTO POCO STUDIATO FINORA, II) EFFETTO DEGLI ADDITIVI TERMODINAMICOS DELLA FAMIGLIA DEGLI ETERI CICLICI, III) CLATRATI ORGANICI DI ALTRE MOLECOLE COME L'IDROCHINONE, CON GRANDE SELETTIVITÀ SUL CO2. LA STRATEGIA PROPOSTA COMBINA TRE APPROCCI TEORICI, CHE RAPPRESENTANO DIVERSI LIVELLI DI CALCOLO DALLA TERMODINAMICA MACROSCOPICA AI CALCOLI QUANTISTICI ATOMICI, E COSTITUISCONO GLI STRUMENTI ESISTENTI PIÙ AVANZATI APPLICATI AL CAMPO DEGLI IDRATI. IL PRIMO PASSO SONO LE EQUAZIONI DI STATO MOLECOLARE, USANDO IL MODELLO SAFT COME RIFERIMENTO, COMBINATO CON L'APPROSSIMAZIONE DI VAN DER WAALS PLATTEEUW PER OTTENERE STIME DI EQUILIBRIO DI FASE. SUCCESSIVAMENTE, SARANNO EFFETTUATI CALCOLI DI DINAMICA MOLECOLARE, AL FINE DI VALUTARE I DIVERSI MODELLI MOLECOLARI PROPOSTI PER LE SPECIE COINVOLTE, CERCANDO UNA DESCRIZIONE QUANTITATIVA DELL'EQUILIBRIO DI FASE, DEL TERMOPHSICAS E DELLE PROPRIETÀ DI TRASPORTO. INFINE, I CALCOLI QUANTICI AB INITIO SARANNO EFFETTUATI UTILIZZANDO LA TEORIA DELLA DENSITÀ FUNZIONALE PER OTTENERE INFORMAZIONI PRECISE SU DETTAGLI MICROSCOPICI COME LA STRUTTURA, LA NATURA DELLE INTERAZIONI INTERMOLECOLARI, LA DIFFUSIONE E GLI SPETTRI RAMAN E INFRAROSSO. LA COMBINAZIONE DI QUESTE TECNICHE FORNISCE, COME È STATO DIMOSTRATO NEI NOSTRI STUDI PRELIMINARI PER I SEMPLICI IDRATI, UNA MIGLIORE COMPRENSIONE DELLA FISICA DI QUESTI SISTEMI, CHE SPESSO NON È ACCESSIBILE SPERIMENTALMENTE A CAUSA DELLE SCALE DI DISTANZA E DI TEMPO COINVOLTE. CONFRONTARE LE PROPRIETÀ STIMATE CON LE LIMITATE INFORMAZIONI SPERIMENTALI DISPONIBILI CONTRIBUIRÀ A PERFEZIONARE LE TEORIE E I MODELLI CITATI, CERCANDO L'EFFICIENZA QUANTITATIVA NEI SISTEMI COINVOLTI NEI PROCESSI DI CATTURA E STOCCAGGIO DI CO2. (Italian)
16 January 2022
0 references
ΟΙ ΕΝΥΔΆΤΩΣΗ ΚΑΙ ΤΟ ΦΥΣΙΚΌ ΑΈΡΙΟ CLATRATES ΑΝΤΙΠΡΟΣΩΠΕΎΟΥΝ ΈΝΑΝ ΠΟΛΎ ΕΝΕΡΓΌ ΤΟΜΈΑ ΈΡΕΥΝΑΣ ΣΉΜΕΡΑ ΓΙΑ ΠΟΛΛΟΎΣ ΛΌΓΟΥΣ. ΤΟ ΠΙΟ ΠΡΟΦΑΝΈΣ ΕΊΝΑΙ Η ΤΕΡΆΣΤΙΑ ΠΟΣΌΤΗΤΑ ΦΥΣΙΚΟΎ ΑΕΡΊΟΥ ΠΟΥ ΈΧΕΙ ΑΝΑΚΑΛΥΦΘΕΊ ΠΑΓΙΔΕΥΜΈΝΗ ΣΕ ΕΝΥΔΡΙΚΆ ΚΟΙΤΆΣΜΑΤΑ ΣΤΟΥΣ ΩΚΕΑΝΟΎΣ ΠΥΘΜΈΝΑ ΚΑΙ ΤΗΝ ΠΕΡΜΑΦΡΌΣΤ, ΔΗΛΑΔΉ ΜΙΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΉ ΠΗΓΉ ΤΗΣ ΟΠΟΊΑΣ Η ΕΚΜΕΤΆΛΛΕΥΣΗ ΕΊΝΑΙ ΈΝΑΣ ΑΝΕΠΤΥΓΜΈΝΟΣ ΣΤΡΑΤΗΓΙΚΌΣ ΣΤΌΧΟΣ. ΩΣΤΌΣΟ, ΟΙ ΈΝΥΔΡΕΣ ΟΥΣΊΕΣ ΕΜΠΛΈΚΟΝΤΑΙ ΣΕ ΠΟΛΛΈΣ ΆΛΛΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΈΣ ΚΑΙ ΜΊΑ ΑΠΌ ΤΙΣ ΣΗΜΑΝΤΙΚΌΤΕΡΕΣ ΕΊΝΑΙ Η ΧΡΉΣΗ ΤΟΥΣ ΣΤΗ ΔΈΣΜΕΥΣΗ ΚΑΙ ΑΠΟΘΉΚΕΥΣΗ CO2. ΕΊΝΑΙ ΓΝΩΣΤΌ ΌΤΙ Η ΕΠΙΛΕΚΤΙΚΌΤΗΤΑ ΤΩΝ ΕΝΥΔΆΤΩΝ ΕΊΝΑΙ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΉ ΓΙΑ ΤΑ ΔΙΆΦΟΡΑ ΑΈΡΙΑ, ΚΑΙ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΈΣ ΜΕΛΈΤΕΣ ΈΧΟΥΝ ΔΕΊΞΕΙ ΌΤΙ Η ΧΡΉΣΗ ΠΡΟΣΘΈΤΩΝ Ή ΟΡΙΣΜΈΝΩΝ ΟΡΓΑΝΙΚΏΝ CLATRATES ΜΠΟΡΕΊ ΝΑ ΕΊΝΑΙ ΧΡΉΣΙΜΗ ΓΙΑ ΤΟΝ ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΌ ΤΟΥ CO2 ΑΠΌ ΤΑ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΆ ΑΠΌΒΛΗΤΑ, ΓΙΑ ΠΑΡΆΔΕΙΓΜΑ. ΆΛΛΑ ΈΡΓΑ ΚΑΤΈΔΕΙΞΑΝ ΤΗ ΔΥΝΑΤΌΤΗΤΑ ΑΝΤΙΚΑΤΆΣΤΑΣΗΣ ΤΟΥ CH4 ΜΕ CO2 ΣΕ ΦΥΣΙΚΆ ΈΝΥΔΡΑ ΚΟΙΤΆΣΜΑΤΑ, ΑΠΟΚΟΜΊΖΟΝΤΑΣ ΔΙΠΛΌ ΌΦΕΛΟΣ ΜΕ ΤΗ ΒΈΛΤΙΣΤΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΉ ΙΣΟΡΡΟΠΊΑ. ΩΣΤΌΣΟ, Η ΑΝΆΠΤΥΞΗ ΑΥΤΏΝ ΤΩΝ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΏΝ ΑΠΑΙΤΕΊ ΕΝΔΕΛΕΧΉ ΓΝΏΣΗ ΤΩΝ ΕΝΥΔΆΤΩΝ, ΣΥΜΠΕΡΙΛΑΜΒΑΝΟΜΈΝΗΣ ΤΗΣ ΙΣΟΡΡΟΠΊΑΣ ΦΆΣΕΩΝ, ΤΗΣ TERMOPHSICAS ΚΑΙ ΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΙΚΏΝ ΙΔΙΟΤΉΤΩΝ, ΚΑΘΏΣ ΚΑΙ ΤΗΣ ΔΥΝΑΜΙΚΉΣ ΠΥΡΉΝΩΝ ΚΑΙ ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΎ. ΕΠΊ ΤΟΥ ΠΑΡΌΝΤΟΣ, ΟΙ ΥΠΆΡΧΟΥΣΕΣ ΜΟΡΙΑΚΈΣ ΘΕΩΡΊΕΣ ΚΑΤΑΦΈΡΝΟΥΝ ΜΌΝΟ ΝΑ ΠΕΡΙΓΡΆΨΟΥΝ ΤΗΝ ΑΠΛΟΎΣΤΕΡΗ ΕΝΥΔΆΤΩΣΗ, ΌΝΤΑΣ ΑΠΑΡΑΊΤΗΤΕΣ ΣΥΝΕΙΣΦΟΡΈΣ ΓΙΑ ΝΑ ΚΑΤΑΝΟΉΣΟΥΝ ΛΕΠΤΟΜΕΡΏΣ ΤΗ ΦΥΣΙΚΉ-ΧΗΜΙΚΉ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΆ ΤΟΥΣ. ΤΟ ΣΧΈΔΙΟ ΑΥΤΌ ΠΡΟΤΕΊΝΕΙ, ΣΤΟ ΠΛΑΊΣΙΟ ΑΥΤΌ, ΛΕΠΤΟΜΕΡΉ ΘΕΩΡΗΤΙΚΉ ΜΕΛΈΤΗ ΣΧΕΤΙΚΆ ΜΕ ΤΙΣ ΕΝΥΔΆΤΩΣΗ, ΕΣΤΙΆΖΟΝΤΑΣ ΣΕ ΣΥΣΤΉΜΑΤΑ ΜΕ ΠΙΘΑΝΉ ΕΦΑΡΜΟΓΉ ΣΤΗ ΔΈΣΜΕΥΣΗ ΚΑΙ ΑΠΟΘΉΚΕΥΣΗ CO2. ΑΥΤΌ ΠΕΡΙΛΑΜΒΆΝΕΙ: I) ΑΝΑΜΕΜΕΙΓΜΈΝΑ ΈΝΥΔΡΑ CH4 ΚΑΙ CO2, ΈΝΑ ΠΟΛΎ ΜΙΚΡΌ ΣΎΣΤΗΜΑ ΠΟΥ ΈΧΕΙ ΜΕΛΕΤΗΘΕΊ ΜΈΧΡΙ ΣΉΜΕΡΑ, II) ΕΠΊΔΡΑΣΗ ΤΩΝ ΠΡΟΣΘΈΤΩΝ TERMODINAMICOS ΤΗΣ ΟΙΚΟΓΈΝΕΙΑΣ ΤΩΝ ΚΥΚΛΙΚΏΝ ΑΙΘΈΡΩΝ, III) ΟΡΓΑΝΙΚΆ CLATRATES ΆΛΛΩΝ ΜΟΡΊΩΝ ΌΠΩΣ Η ΥΔΡΟΚΙΝΌΝΗ, ΜΕ ΜΕΓΆΛΗ ΕΠΙΛΕΚΤΙΚΌΤΗΤΑ ΣΤΟ CO2. Η ΠΡΟΤΕΙΝΌΜΕΝΗ ΣΤΡΑΤΗΓΙΚΉ ΣΥΝΔΥΆΖΕΙ ΤΡΕΙΣ ΘΕΩΡΗΤΙΚΈΣ ΠΡΟΣΕΓΓΊΣΕΙΣ, ΠΟΥ ΑΝΤΙΠΡΟΣΩΠΕΎΟΥΝ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΆ ΕΠΊΠΕΔΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΎ ΑΠΌ ΤΗ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΉ MACROSCOPICA ΈΩΣ ΤΟΥΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΎΣ ΑΤΟΜΙΚΉΣ ΚΒΑΝΤΙΚΉΣ, ΚΑΙ ΑΠΟΤΕΛΟΎΝ ΤΑ ΠΛΈΟΝ ΠΡΟΗΓΜΈΝΑ ΥΦΙΣΤΆΜΕΝΑ ΕΡΓΑΛΕΊΑ ΠΟΥ ΕΦΑΡΜΌΖΟΝΤΑΙ ΣΤΟΝ ΤΟΜΈΑ ΤΩΝ ΕΝΥΔΆΤΩΝ. ΤΟ ΠΡΏΤΟ ΒΉΜΑ ΕΊΝΑΙ ΟΙ ΕΞΙΣΏΣΕΙΣ ΜΟΡΙΑΚΉΣ ΚΑΤΆΣΤΑΣΗΣ, ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΏΝΤΑΣ ΤΟ ΜΟΝΤΈΛΟ SAFT ΩΣ ΣΗΜΕΊΟ ΑΝΑΦΟΡΆΣ, ΣΕ ΣΥΝΔΥΑΣΜΌ ΜΕ ΤΗΝ ΠΡΟΣΈΓΓΙΣΗ ΤΟΥ VAN DER WAALS PLATTEEUW ΓΙΑ ΤΗ ΛΉΨΗ ΕΚΤΙΜΉΣΕΩΝ ΙΣΟΡΡΟΠΊΑΣ ΦΆΣΗΣ. ΣΤΗ ΣΥΝΈΧΕΙΑ, ΘΑ ΕΚΤΕΛΕΣΤΟΎΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΊ ΜΟΡΙΑΚΉΣ ΔΥΝΑΜΙΚΉΣ, ΠΡΟΚΕΙΜΈΝΟΥ ΝΑ ΑΞΙΟΛΟΓΗΘΟΎΝ ΤΑ ΔΙΆΦΟΡΑ ΜΟΡΙΑΚΆ ΜΟΝΤΈΛΑ ΠΟΥ ΠΡΟΤΕΊΝΟΝΤΑΙ ΓΙΑ ΤΑ ΕΜΠΛΕΚΌΜΕΝΑ ΕΊΔΗ, ΕΠΙΔΙΏΚΟΝΤΑΣ ΠΟΣΟΤΙΚΉ ΠΕΡΙΓΡΑΦΉ ΤΗΣ ΙΣΟΡΡΟΠΊΑΣ ΦΆΣΗΣ, ΤΗΣ TERMOPHSICAS ΚΑΙ ΤΩΝ ΙΔΙΟΤΉΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΆΣ. ΤΈΛΟΣ, ΟΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΊ QUANTIC AB INITIO ΘΑ ΕΚΤΕΛΟΎΝΤΑΙ ΜΕ ΤΗ ΧΡΉΣΗ ΤΗΣ ΘΕΩΡΊΑΣ ΤΗΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΉΣ ΠΥΚΝΌΤΗΤΑΣ ΓΙΑ ΤΗ ΛΉΨΗ ΑΚΡΙΒΏΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ ΣΧΕΤΙΚΆ ΜΕ ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΚΈΣ ΛΕΠΤΟΜΈΡΕΙΕΣ ΌΠΩΣ Η ΔΟΜΉ, Η ΦΎΣΗ ΤΩΝ ΕΝΔΟΜΟΡΙΑΚΏΝ ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΆΣΕΩΝ, Η ΔΙΆΧΥΣΗ, ΚΑΙ ΤΑ ΦΆΣΜΑΤΑ RAMAN ΚΑΙ ΥΠΈΡΥΘΡΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΊΑΣ. Ο ΣΥΝΔΥΑΣΜΌΣ ΑΥΤΏΝ ΤΩΝ ΤΕΧΝΙΚΏΝ ΠΑΡΈΧΕΙ, ΌΠΩΣ ΈΧΕΙ ΚΑΤΑΔΕΙΧΘΕΊ ΣΤΙΣ ΠΡΟΚΑΤΑΡΚΤΙΚΈΣ ΜΕΛΈΤΕΣ ΜΑΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΠΛΉ ΕΝΥΔΆΤΩΣΗ, ΜΙΑ ΒΕΛΤΙΩΜΈΝΗ ΚΑΤΑΝΌΗΣΗ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΉΣ ΑΥΤΏΝ ΤΩΝ ΣΥΣΤΗΜΆΤΩΝ, Η ΟΠΟΊΑ ΣΥΧΝΆ ΔΕΝ ΕΊΝΑΙ ΠΡΟΣΒΆΣΙΜΗ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΆ ΛΌΓΩ ΤΗΣ ΚΛΊΜΑΚΑΣ ΑΠΌΣΤΑΣΗΣ ΚΑΙ ΧΡΌΝΟΥ ΠΟΥ ΑΠΑΙΤΕΊΤΑΙ. Η ΣΎΓΚΡΙΣΗ ΤΩΝ ΚΑΤ’ ΕΚΤΊΜΗΣΗ ΙΔΙΟΤΉΤΩΝ ΜΕ ΤΙΣ ΠΕΡΙΟΡΙΣΜΈΝΕΣ ΔΙΑΘΈΣΙΜΕΣ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΈΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΊΕΣ ΘΑ ΣΥΜΒΆΛΕΙ ΣΤΗ ΒΕΛΤΊΩΣΗ ΤΩΝ ΘΕΩΡΙΏΝ ΚΑΙ ΤΩΝ ΜΟΝΤΈΛΩΝ ΠΟΥ ΑΝΑΦΈΡΟΝΤΑΙ, ΕΠΙΔΙΏΚΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΠΟΣΟΤΙΚΉ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΙΚΌΤΗΤΑ ΤΩΝ ΣΥΣΤΗΜΆΤΩΝ ΠΟΥ ΕΜΠΛΈΚΟΝΤΑΙ ΣΤΙΣ ΔΙΑΔΙΚΑΣΊΕΣ ΔΈΣΜΕΥΣΗΣ ΚΑΙ ΑΠΟΘΉΚΕΥΣΗΣ CO2. (Greek)
17 August 2022
0 references
HYDRATER OG GAS CLATRATES REPRÆSENTERER ET MEGET AKTIVT FORSKNINGSOMRÅDE I DAG AF MANGE GRUNDE. DET MEST INDLYSENDE ER DEN ENORME MÆNGDE NATURGAS, DER ER BLEVET OPDAGET FANGET I HYDRATFOREKOMSTER I HAVBUNDEN OG PERMAFROST, HVILKET BETYDER EN ENERGIKILDE, HVIS UDNYTTELSE ER ET UUDVIKLET STRATEGISK MÅL. HYDRATER ER IMIDLERTID INVOLVERET I MANGE ANDRE APPLIKATIONER, OG EN AF DE VIGTIGSTE ER DERES ANVENDELSE I CO2-OPSAMLING OG -LAGRING. DET ER VELKENDT, AT HYDRATERNES SELEKTIVITET ER FORSKELLIG FOR FORSKELLIGE GASSER, OG EKSPERIMENTELLE UNDERSØGELSER HAR VIST, AT BRUGEN AF TILSÆTNINGSSTOFFER ELLER VISSE ORGANISKE CLATRATES KAN VÆRE NYTTIG TIL F.EKS. SEPARATION AF CO2 FRA INDUSTRIELLE UDLØBSGASSER. ANDRE VÆRKER HAR PEGET PÅ MULIGHEDEN FOR AT ERSTATTE CH4 MED CO2 I NATURLIGE HYDRATAFLEJRINGER, HVILKET GIVER EN DOBBELT FORDEL MED EN OPTIMAL MILJØMÆSSIG BALANCE. UDVIKLINGEN AF DISSE PROCESSER KRÆVER IMIDLERTID ET INDGÅENDE KENDSKAB TIL HYDRATER, HERUNDER FASEBALANCE, TERMOPHSICAS OG TRANSPORTEGENSKABER SAMT KERNE- OG DISSOCIATIONSDYNAMIK. I ØJEBLIKKET FORMÅR DE EKSISTERENDE MOLEKYLÆRE TEORIER KUN AT BESKRIVE DE ENKLESTE HYDRATER, DER ER NØDVENDIGE BIDRAG TIL AT FORSTÅ I DETALJER DERES FYSISK-KEMISKE ADFÆRD. DETTE PROJEKT FORESLÅR I DENNE FORBINDELSE EN DETALJERET TEORETISK UNDERSØGELSE AF HYDRATER MED FOKUS PÅ SYSTEMER MED POTENTIEL ANVENDELSE PÅ CO2-OPSAMLING OG -LAGRING. DETTE OMFATTER: I) BLANDEDE HYDRATER AF CH4 OG CO2, ET SYSTEM MEGET LIDT UNDERSØGT TIL DATO, II) VIRKNING AF ADDITIVER TERMODINAMICOS AF FAMILIEN AF CYKLISKE ETHERE, III) ORGANISKE CLATRATES AF ANDRE MOLEKYLER SÅSOM HYDROQUINON, MED STOR SELEKTIVITET PÅ CO2. DEN FORESLÅEDE STRATEGI KOMBINERER TRE TEORETISKE TILGANGE, DER REPRÆSENTERER FORSKELLIGE BEREGNINGSNIVEAUER FRA MACROSCOPICA-TERMODYNAMIK TIL ATOMKVANTEBEREGNINGER, OG UDGØR DE MEST AVANCEREDE EKSISTERENDE VÆRKTØJER, DER ANVENDES PÅ HYDRATOMRÅDET. DET FØRSTE TRIN ER MOLEKYLÆR TILSTAND LIGNINGER, DER BRUGER SAFT-MODELLEN SOM REFERENCE, KOMBINERET MED VAN DER WAALS PLATTEEUW'S TILNÆRMELSE FOR AT OPNÅ FASE LIGEVÆGT ESTIMATER. DERNÆST VIL DER BLIVE FORETAGET BEREGNINGER AF MOLEKYLÆR DYNAMIK FOR AT EVALUERE DE FORSKELLIGE MOLEKYLÆRE MODELLER, DER FORESLÅS FOR DE PÅGÆLDENDE ARTER, OG SØGE EN KVANTITATIV BESKRIVELSE AF FASELIGEVÆGT, TERMOPHSICAS OG TRANSPORTEGENSKABER. ENDELIG, QUANTIC AB INITIO BEREGNINGER VIL BLIVE UDFØRT VED HJÆLP AF DEN FUNKTIONELLE TÆTHED TEORI FOR AT OPNÅ PRÆCISE INFORMATIONLN OM MIKROSKOPISKE DETALJER SÅSOM STRUKTUR, KARAKTEREN AF INTERMOLEKULÆRE INTERAKTIONER, DIFFUSION, OG RAMAN OG INFRARØDE SPEKTRE. KOMBINATIONEN AF DISSE TEKNIKKER GIVER, SOM DET FREMGÅR AF VORE FORUNDERSØGELSER FOR SIMPLE HYDRATER, EN BEDRE FORSTÅELSE AF DISSE SYSTEMERS FYSIK, SOM OFTE IKKE ER TILGÆNGELIG EKSPERIMENTELT PÅ GRUND AF AFSTANDS- OG TIDSSKALAERNE. EN SAMMENLIGNING AF DE ANSLÅEDE EGENSKABER MED DE BEGRÆNSEDE TILGÆNGELIGE EKSPERIMENTELLE OPLYSNINGER VIL BIDRAGE TIL AT FORFINE DE NÆVNTE TEORIER OG MODELLER OG SØGE AT OPNÅ KVANTITATIV EFFEKTIVITET I DE SYSTEMER, DER INDGÅR I CO2-OPSAMLINGS- OG -LAGRINGSPROCESSERNE. (Danish)
17 August 2022
0 references
HYDRAATIT JA KAASU CLATRATES OVAT NYKYÄÄN ERITTÄIN AKTIIVINEN TUTKIMUSALUE MONISTA SYISTÄ. ILMEISINTÄ ON VALTAVA MÄÄRÄ MAAKAASUA, JOKA ON LÖYDETTY JÄÄNEENÄ HYDRAATTIESIINTYMIIN VALTAMERIEN POHJASTA JA IKIROUDASTA, ELI ENERGINEN LÄHDE, JONKA HYÖDYNTÄMINEN ON KEHITTYMÄTÖN STRATEGINEN TAVOITE. HYDRAATIT OVAT KUITENKIN MUKANA MONISSA MUISSA SOVELLUKSISSA, JA YKSI TÄRKEIMMISTÄ ON NIIDEN KÄYTTÖ HIILIDIOKSIDIN TALTEENOTOSSA JA VARASTOINNISSA. ON TUNNETTUA, ETTÄ HYDRAATTIEN VALIKOIVUUS ON ERILAINEN ERI KAASUILLE, JA KOKEELLISET TUTKIMUKSET OVAT OSOITTANEET, ETTÄ LISÄAINEIDEN TAI JOIDENKIN ORGAANISTEN CLATRATES-YHDISTEIDEN KÄYTTÖ VOI OLLA HYÖDYLLISTÄ HIILIDIOKSIDIN EROTTAMISESSA ESIMERKIKSI TEOLLISUUDEN JÄTEKAASUISTA. MUISSA TEOKSISSA ON VIITATTU MAHDOLLISUUTEEN KORVATA CH4 HIILIDIOKSIDILLA LUONNOLLISISSA HYDRAATTIESIINTYMISSÄ JA SAADA KAKSINKERTAINEN HYÖTY OPTIMAALISELLA YMPÄRISTÖTASAPAINOLLA. NÄIDEN PROSESSIEN KEHITTÄMINEN EDELLYTTÄÄ KUITENKIN HYDRAATTIEN PERUSTEELLISTA TUNTEMUSTA, MUKAAN LUKIEN VAIHETASAPAINO, TERMOPHSICAS JA KULJETUSOMINAISUUDET SEKÄ YDIN- JA DISSOSIAATIODYNAMIIKKA. TÄLLÄ HETKELLÄ OLEMASSA OLEVAT MOLEKYYLITEORIAT ONNISTUVAT VAIN KUVAAMAAN YKSINKERTAISIMPIA HYDRAATTEJA, JOTKA OVAT VÄLTTÄMÄTTÖMIÄ, JOTTA VOIDAAN YMMÄRTÄÄ YKSITYISKOHTAISESTI NIIDEN FYSIKAALIS-KEMIALLINEN KÄYTTÄYTYMINEN. TÄSSÄ HANKKEESSA EHDOTETAAN HYDRAATTEJA KOSKEVAA YKSITYISKOHTAISTA TEOREETTISTA TUTKIMUSTA, JOSSA KESKITYTÄÄN JÄRJESTELMIIN, JOITA VOIDAAN SOVELTAA HIILIDIOKSIDIN TALTEENOTTOON JA VARASTOINTIIN. TÄHÄN SISÄLTYVÄT SEURAAVAT SEIKAT: I) CH4:N JA CO2:N SEKAHYDRAATIT, JOKA ON TÄHÄN MENNESSÄ TUTKITTU HYVIN VÄHÄN, II) SYKLISTEN EETTEREIDEN RYHMÄÄN KUULUVIEN LISÄAINEIDEN TERMODINAMICOS, III) MUIDEN MOLEKYYLIEN, KUTEN HYDROKINONIN, ORGAANISET CLATRATESIT, JOILLA ON SUURI VALIKOIVUUS CO2: SSA. EHDOTETUSSA STRATEGIASSA YHDISTYVÄT KOLME TEOREETTISTA LÄHESTYMISTAPAA, JOTKA EDUSTAVAT ERI LASKENTATASOJA MACROSCOPICA-TERMODYNAMIIKASTA ATOMIKVANTTILASKELMIIN, JA NE MUODOSTAVAT EDISTYKSELLISIMMÄT NYKYISET VÄLINEET, JOITA SOVELLETAAN HYDRAATTIEN ALALLA. ENSIMMÄINEN VAIHE ON MOLEKYYLITILAYHTÄLÖT, JOISSA KÄYTETÄÄN SAFT-MALLIA VERTAILUKOHTANA YHDISTETTYNÄ VAN DER WAALS PLATTEEUW’S: N LIKIARVOIHIN VAIHEEN TASAPAINOARVIOIDEN SAAMISEKSI. SEURAAVAKSI TEHDÄÄN MOLEKYYLIDYNAMIIKKALASKELMIA, JOTTA VOIDAAN ARVIOIDA KYSEISELLE LAJILLE EHDOTETUT ERILAISET MOLEKYYLIMALLIT JA PYYTÄÄ KVANTITATIIVISTA KUVAUSTA VAIHETASAPAINOSTA, TERMOPHSICASISTA JA KULJETUSOMINAISUUKSISTA. LOPUKSI QUANTIC AB:N ALKULASKELMISSA KÄYTETÄÄN TOIMINNALLISTA TIHEYSTEORIAA, JOTTA SAADAAN TARKAT TIEDOT MIKROSKOOPPISISTA YKSITYISKOHDISTA, KUTEN RAKENTEESTA, INTERMOLEKULAARISTEN VUOROVAIKUTUSTEN LUONTEESTA, DIFFUUSIOSTA SEKÄ RAMAN- JA INFRAPUNASPEKTRISTÄ. NÄIDEN TEKNIIKOIDEN YHDISTELMÄ TARJOAA, KUTEN YKSINKERTAISIA HYDRAATTEJA KOSKEVISSA ALUSTAVISSA TUTKIMUKSISSAMME ON OSOITETTU, PAREMMAN YMMÄRRYKSEN NÄIDEN JÄRJESTELMIEN FYSIIKASTA, JOTA EI USEINKAAN OLE SAATAVILLA KOKEELLISESTI ETÄISYYKSIEN JA AJAN ASTEIKKOJEN VUOKSI. ARVIOITUJEN OMINAISUUKSIEN VERTAAMINEN SAATAVILLA OLEVIIN RAJALLISIIN KOKEELLISIIN TIETOIHIN AUTTAA TARKENTAMAAN EDELLÄ MAINITTUJA TEORIOITA JA MALLEJA JA SAAMAAN AIKAAN MÄÄRÄLLISTÄ TEHOKKUUTTA HIILIDIOKSIDIN TALTEENOTTO- JA VARASTOINTIPROSESSEISSA MUKANA OLEVISSA JÄRJESTELMISSÄ. (Finnish)
17 August 2022
0 references
IDRATI U CLATRATES GASS JIRRAPPREŻENTAW QASAM TA ‘RIĊERKA ATTIVA ĦAFNA LLUM GĦAL ĦAFNA RAĠUNIJIET. L-AKTAR OVVJU HUWA L-AMMONT KBIR TA’ GASS NATURALI LI ĠIE SKOPERT LI JINQABAD F’DEPOŻITI IDRATI FIL-QIEGĦIJIET OĊEANIĊI U L-PERMAFROST, LI JFISSER SORS ENERĠETIKU LI L-ISFRUTTAMENT TIEGĦU HUWA OBJETTIV STRATEĠIKU MHUX ŻVILUPPAT. MADANKOLLU, L-IDRATI HUMA INVOLUTI F’ĦAFNA APPLIKAZZJONIJIET OĦRA, U WIEĦED MILL-AKTAR IMPORTANTI HUWA L-UŻU TAGĦHOM FIL-ĠBIR U L-ĦŻIN TAS-CO2. HUWA MAGĦRUF SEW LI S-SELETTIVITÀ TAL-IDRATI HIJA DIFFERENTI GĦAL GASSIJIET DIFFERENTI, U STUDJI SPERIMENTALI WREW LI L-UŻU TA’ ADDITTIVI JEW XI CLATRATES ORGANIĊI JISTA’ JKUN UTLI GĦAS-SEPARAZZJONI TAS-CO2 MILL-GASSIJIET EFFLUWENTI INDUSTRIJALI, PEREŻEMPJU. XOGĦLIJIET OĦRA INDIKAW IL-POSSIBBILTÀ LI S-CH4 JIĠI SOSTITWIT B’CO2 F’DEPOŻITI TA’ IDRAT NATURALI, U B’HEKK JINKISEB BENEFIĊĊJU DOPPJU B’BILANĊ AMBJENTALI OTTIMALI. MADANKOLLU, L-IŻVILUPP TA’ DAWN IL-PROĊESSI JEĦTIEĠ GĦARFIEN PROFOND TAL-IDRATI, INKLUŻ IL-BILANĊ TAL-FAŻI, IT-TERMOPHSICAS U L-PROPRJETAJIET TAT-TRASPORT, U D-DINAMIKA TAN-NUKLEAZZJONI U TAD-DISSOĊJAZZJONI. BĦALISSA, IT-TEORIJI MOLEKULARI EŻISTENTI BISS JIRNEXXILHOM JIDDESKRIVU L-IDRATI AKTAR SEMPLIĊI, BILLI L-KONTRIBUZZJONIJIET MEĦTIEĠA BIEX JIFHMU FID-DETTALL L-IMĠIBA FIŻIKA-KIMIKA TAGĦHOM. DAN IL-PROĠETT JIPPROPONI, F’DIN IL-LINJA, STUDJU TEORETIKU DETTALJAT DWAR L-IDRATI, LI JIFFOKA FUQ SISTEMI B’APPLIKAZZJONI POTENZJALI GĦALL-ĠBIR U L-ĦŻIN TAS-CO2. DAN JINKLUDI: I) IDRATI MĦALLTA TA ‘CH4 U CO2, SISTEMA FTIT LI XEJN STUDJATA SAL-LUM, II) EFFETT TA’ ADDITTIVI TERMODINAMICOS TAL-FAMILJA TA ‘ETERI ĊIKLIĊI, III) CLATRATI ORGANIĊI TA’ MOLEKULI OĦRA BĦAL HYDROQUINONE, B’SELETTIVITÀ KBIRA FUQ CO2. L-ISTRATEĠIJA PROPOSTA TGĦAQQAD TLIET APPROĊĊI TEORETIĊI, LI JIRRAPPREŻENTAW LIVELLI DIFFERENTI TA’ KALKOLU MIT-TERMODINAMIKA TA’ MACROSCOPICA GĦALL-KALKOLI TAL-KWANTUM ATOMIKU, U TIKKOSTITWIXXI L-AKTAR GĦODOD EŻISTENTI AVVANZATI APPLIKATI GĦALL-QASAM TAL-IDRATI. L-EWWEL PASS HUWA L-EKWAZZJONIJIET TAL-ISTAT MOLEKULARI, BL-UŻU TAL-MUDELL SAFT BĦALA REFERENZA, FLIMKIEN MAL-APPROSSIMAZZJONI TA’ VAN DER WAALS PLATTEEUW’S BIEX JINKISBU STIMI TA’ EKWILIBRIJU TAL-FAŻI. IMBAGĦAD, SE JSIRU KALKOLI TAD-DINAMIKA MOLEKULARI, SABIEX JIĠU EVALWATI L-MUDELLI MOLEKOLARI DIFFERENTI PROPOSTI GĦALL-ISPEĊI INVOLUTI, U JFITTXU DESKRIZZJONI KWANTITATTIVA TAL-BILANĊ TAL-FAŻI, TERMOPHSICAS U L-PROPRJETAJIET TAT-TRASPORT. FL-AĦĦAR NETT, IL-KALKOLI QUANTIC AB INITIO SE JSIRU BL-UŻU TAT-TEORIJA TAD-DENSITÀ FUNZJONALI BIEX TINKISEB INFORMAZZJONILN PREĊIŻA DWAR ID-DETTALJI MIKROSKOPIĊI BĦALL-ISTRUTTURA, IN-NATURA TAL-INTERAZZJONIJIET INTERMOLEKULARI, ID-DIFFUŻJONI, U L-ISPETTRI RAMAN U INFRARED. IL-KOMBINAZZJONI TA ‘DAWN IT-TEKNIKI TIPPROVDI, KIF INTWERA FL-ISTUDJI PRELIMINARI TAGĦNA GĦALL-IDRATI SEMPLIĊI, FEHIM IMTEJJEB TAL-FIŻIKA TA’ DAWN IS-SISTEMI, LI SPISS MA TKUNX AĊĊESSIBBLI B’MOD SPERIMENTALI MINĦABBA L-ISKALI TA ‘DISTANZA U ĦIN INVOLUTI. IT-TQABBIL TAL-PROPRJETAJIET STMATI MA’ L-INFORMAZZJONI SPERIMENTALI LIMITATA DISPONIBBLI SE JGĦIN BIEX JIĠU RFINATI T-TEORIJI U L-MUDELLI KKWOTATI, FILWAQT LI TINKISEB EFFIĊJENZA KWANTITATTIVA FIS-SISTEMI INVOLUTI FIL-PROĊESSI TAL-ĠBIR U L-ĦŻIN TAS-CO2. (Maltese)
17 August 2022
0 references
HIDRĀTI UN GĀZES CLATRATES ŠODIEN IR ĻOTI AKTĪVA PĒTNIECĪBAS JOMA DAUDZU IEMESLU DĒĻ. VISREDZAMĀKAIS IR MILZĪGAIS DABASGĀZES DAUDZUMS, KAS IR ATKLĀTS HIDRĀTU NOGULSNĒS OKEĀNA DIBENOS UN MŪŽĪGĀ SASALUMĀ, KAS NOZĪMĒ ENERĢĒTISKU AVOTU, KURA EKSPLUATĀCIJA IR NEATTĪSTĪTS STRATĒĢISKS MĒRĶIS. TOMĒR HIDRĀTI IR IESAISTĪTI DAUDZOS CITOS LIETOJUMOS, UN VIENS NO SVARĪGĀKAJIEM IR TO IZMANTOŠANA CO2 UZTVERŠANĀ UN UZGLABĀŠANĀ. IR LABI ZINĀMS, KA DAŽĀDĀM GĀZĒM IR ATŠĶIRĪGA HIDRĀTU SELEKTIVITĀTE, UN EKSPERIMENTĀLIE PĒTĪJUMI LIECINA, KA PIEDEVU VAI DAŽU ORGANISKO CLATRATES IZMANTOŠANA VAR BŪT NODERĪGA, PIEMĒRAM, CO2 ATDALĪŠANAI NO RŪPNIECISKAJĀM IZPLŪDES GĀZĒM. CITI DARBI IR NORĀDĪJUŠI UZ IESPĒJU AIZSTĀT CH4 AR CO2 DABISKO HIDRĀTU NOGULSNĒS, GŪSTOT DIVKĀRŠU LABUMU AR OPTIMĀLU VIDES LĪDZSVARU. TOMĒR ŠO PROCESU ATTĪSTĪBAI NEPIECIEŠAMAS PADZIĻINĀTAS ZINĀŠANAS PAR HIDRĀTIEM, TOSTARP PAR FĀŽU LĪDZSVARU, TERMOPHSICAS UN TRANSPORTA ĪPAŠĪBĀM, KĀ ARĪ PAR NUKLEĀCIJAS UN DISOCIĀCIJAS DINAMIKU. PAŠLAIK ESOŠĀS MOLEKULĀRĀS TEORIJAS SPĒJ TIKAI APRAKSTĪT VIENKĀRŠĀKOS HIDRĀTUS, KAS IR NEPIECIEŠAMI, LAI DETALIZĒTI IZPRASTU TO FIZIKĀLI ĶĪMISKO UZVEDĪBU. ŠAJĀ PROJEKTĀ IR IEROSINĀTS SĪKI IZSTRĀDĀTS TEORĒTISKS PĒTĪJUMS PAR HIDRĀTIEM, KONCENTRĒJOTIES UZ SISTĒMĀM, KURAS VARĒTU IZMANTOT CO2 UZTVERŠANĀ UN UZGLABĀŠANĀ. TAS IETVER: I) CH4 UN CO2 JAUKTIE HIDRĀTI, SISTĒMA, KAS LĪDZ ŠIM IR ĻOTI MAZ PĒTĪTA, II) CIKLISKO ĒTERU SAIMES TERMODINAMICOS PIEDEVU IETEKME, III) CITU MOLEKULU, PIEMĒRAM, HIDROHINONA, ORGANISKIE CLATRATES, AR LIELU SELEKTIVITĀTI UZ CO2. IEROSINĀTAJĀ STRATĒĢIJĀ APVIENOTAS TRĪS TEORĒTISKĀS PIEEJAS, KAS ATSPOGUĻO DAŽĀDUS APRĒĶINU LĪMEŅUS NO MACROSCOPICA TERMODINAMIKAS LĪDZ ATOMU KVANTU APRĒĶINIEM, UN TIE IR VISMODERNĀKIE ESOŠIE INSTRUMENTI, KO IZMANTO HIDRĀTU JOMĀ. PIRMAIS SOLIS IR MOLEKULĀRĀ STĀVOKĻA VIENĀDOJUMI, IZMANTOJOT SAFT MODELI KĀ ATSAUCI, APVIENOJUMĀ AR VAN DER WAALS PLATTEEUW’S APLĒSI, LAI IEGŪTU FĀZES LĪDZSVARA APLĒSES. PĒC TAM TIKS VEIKTI MOLEKULĀRĀS DINAMIKAS APRĒĶINI, LAI NOVĒRTĒTU DAŽĀDOS MOLEKULU MODEĻUS, KAS IEROSINĀTI ATTIECĪGAJAI SUGAI, MEKLĒJOT FĀZU LĪDZSVARA, TERMOPHSICAS UN TRANSPORTĒŠANAS ĪPAŠĪBU KVANTITATĪVU APRAKSTU. VISBEIDZOT, QUANTIC AB INITIO APRĒĶINI TIKS VEIKTI, IZMANTOJOT FUNKCIONĀLĀ BLĪVUMA TEORIJU, LAI IEGŪTU PRECĪZU INFORMATIONLN PAR MIKROSKOPISKĀM DETAĻĀM, PIEMĒRAM, STRUKTŪRU, INTERMOLEKULĀRĀS MIJIEDARBĪBAS VEIDU, DIFŪZIJU, RAMAN UN INFRASARKANO SPEKTRU. ŠO METOŽU KOMBINĀCIJA, KĀ LIECINA MŪSU SĀKOTNĒJIE PĒTĪJUMI PAR VIENKĀRŠIEM HIDRĀTIEM, NODROŠINA LABĀKU IZPRATNI PAR ŠO SISTĒMU FIZIKU, KAS BIEŽI VIEN NAV PIEEJAMA EKSPERIMENTĀLI, ŅEMOT VĒRĀ ATTĀLUMU UN LAIKU. SALĪDZINOT APLĒSTĀS ĪPAŠĪBAS AR IEROBEŽOTO PIEEJAMO EKSPERIMENTĀLO INFORMĀCIJU, TIKS UZLABOTAS MINĒTĀS TEORIJAS UN MODEĻI, CENŠOTIES PANĀKT CO2 UZTVERŠANAS UN UZGLABĀŠANAS PROCESOS IESAISTĪTO SISTĒMU KVANTITATĪVO EFEKTIVITĀTI. (Latvian)
17 August 2022
0 references
HYDRATY A PLYNOVÉ CLATRATES PREDSTAVUJÚ DNES VEĽMI AKTÍVNU VÝSKUMNÚ OBLASŤ Z MNOHÝCH DÔVODOV. NAJZRETEĽNEJŠIE JE OBROVSKÉ MNOŽSTVO ZEMNÉHO PLYNU, KTORÉ BOLO OBJAVENÉ V LOŽISKÁCH HYDRÁTOV V OCEÁNSKYCH DNOCH A PERMAFROSTE, ČO ZNAMENÁ ENERGETICKÝ ZDROJ, KTORÉHO VYUŽÍVANIE JE NEROZVINUTÝM STRATEGICKÝM CIEĽOM. HYDRATY SÚ VŠAK ZAPOJENÉ DO MNOHÝCH INÝCH APLIKÁCIÍ A JEDNÝM Z NAJDÔLEŽITEJŠÍCH JE ICH POUŽÍVANIE PRI ZACHYTÁVANÍ A SKLADOVANÍ CO2. JE DOBRE ZNÁME, ŽE SELEKTIVITA HYDRÁTOV JE ODLIŠNÁ PRE RÔZNE PLYNY A EXPERIMENTÁLNE ŠTÚDIE UKÁZALI, ŽE POUŽITIE PRÍDAVNÝCH LÁTOK ALEBO NIEKTORÝCH ORGANICKÝCH CLATRATES MÔŽE BYŤ UŽITOČNÉ NAPRÍKLAD PRI SEPARÁCII CO2 OD PRIEMYSELNÝCH ODPADOVÝCH PLYNOV. INÉ PRÁCE POUKÁZALI NA MOŽNOSŤ NAHRADENIA CH4 CO2 V PRÍRODNÝCH HYDRÁTOCH, ČÍM SA DOSIAHNE DVOJITÝ PRÍNOS S OPTIMÁLNOU ENVIRONMENTÁLNOU ROVNOVÁHOU. VÝVOJ TÝCHTO PROCESOV SI VŠAK VYŽADUJE DÔKLADNÚ ZNALOSŤ HYDRÁTOV VRÁTANE ROVNOVÁHY FÁZ, TERMOPHSICAS A PREPRAVNÝCH VLASTNOSTÍ A DYNAMIKY NUKLEÁCIE A DISOCIÁCIE. V SÚČASNEJ DOBE SA EXISTUJÚCE MOLEKULÁRNE TEÓRIE DOKÁŽU LEN OPÍSAŤ NAJJEDNODUCHŠIE HYDRATY, ČO JE NEVYHNUTNÝ PRÍSPEVOK NA PODROBNÉ POCHOPENIE ICH FYZIKÁLNO-CHEMICKÉHO SPRÁVANIA. V RÁMCI TOHTO PROJEKTU SA V TEJTO SÚVISLOSTI NAVRHUJE PODROBNÁ TEORETICKÁ ŠTÚDIA O HYDRÁTOCH SO ZAMERANÍM NA SYSTÉMY S POTENCIÁLNOU APLIKÁCIOU NA ZACHYTÁVANIE A UKLADANIE CO2. TO ZAHŔŇA: I) ZMIEŠANÉ HYDRÁTY CH4 A CO2, SYSTÉM VEĽMI MÁLO ŠTUDOVANÝ K DNEŠNÉMU DŇU, II) ÚČINOK PRÍDAVNÝCH LÁTOK TERMODINAMICOS Z ČEĽADE CYKLICKÝCH ÉTEROV, III) ORGANICKÉ CLATRATES INÝCH MOLEKÚL, AKO JE HYDROCHINÓN, S VEĽKOU SELEKTIVITOU NA CO2. NAVRHOVANÁ STRATÉGIA KOMBINUJE TRI TEORETICKÉ PRÍSTUPY, KTORÉ PREDSTAVUJÚ RÔZNE ÚROVNE VÝPOČTU OD TERMODYNAMIKY MACROSCOPICA PO VÝPOČTY ATÓMOVÉHO KVANTA A PREDSTAVUJÚ NAJPOKROČILEJŠIE EXISTUJÚCE NÁSTROJE POUŽÍVANÉ V OBLASTI HYDRÁTOV. PRVÝM KROKOM SÚ MOLEKULÁRNE STAVOVÉ ROVNICE S POUŽITÍM MODELU SAFT AKO REFERENCIE V KOMBINÁCII S APROXIMÁCIOU VAN DER WAALS PLATTEEUW S CIEĽOM ZÍSKAŤ ODHADY ROVNOVÁHY FÁZY. ĎALEJ SA VYKONAJÚ VÝPOČTY MOLEKULÁRNEJ DYNAMIKY S CIEĽOM VYHODNOTIŤ RÔZNE MOLEKULÁRNE MODELY NAVRHNUTÉ PRE DOTKNUTÉ DRUHY S CIEĽOM ZÍSKAŤ KVANTITATÍVNY OPIS FÁZOVEJ ROVNOVÁHY, TERMOPHSICAS A DOPRAVNÝCH VLASTNOSTÍ. NAKONIEC, VÝPOČTY KVANTOVEJ AB INITIO SA BUDÚ VYKONÁVAŤ POMOCOU TEÓRIE FUNKČNEJ HUSTOTY, ABY SA ZÍSKALA PRESNÁ INFORMATIONLN O MIKROSKOPICKÝCH DETAILOCH, AKO JE ŠTRUKTÚRA, POVAHA INTERMOLEKULÁRNYCH INTERAKCIÍ, DIFÚZIA A RAMAN A INFRAČERVENÉ SPEKTRÁ. KOMBINÁCIA TÝCHTO TECHNÍK POSKYTUJE, AKO SA UKÁZALO V NAŠICH PREDBEŽNÝCH ŠTÚDIÁCH PRE JEDNODUCHÉ HYDRÁTY, LEPŠIE POCHOPENIE FYZIKY TÝCHTO SYSTÉMOV, KTORÉ ČASTO NIE JE EXPERIMENTÁLNE DOSTUPNÉ Z DÔVODU ROZSAHU VZDIALENOSTI A ČASU. POROVNANIE ODHADOVANÝCH VLASTNOSTÍ S OBMEDZENÝMI DOSTUPNÝMI EXPERIMENTÁLNYMI INFORMÁCIAMI POMÔŽE ZDOKONALIŤ CITOVANÉ TEÓRIE A MODELY A USILOVAŤ SA O KVANTITATÍVNU ÚČINNOSŤ SYSTÉMOV ZAPOJENÝCH DO PROCESOV ZACHYTÁVANIA A UKLADANIA CO2. (Slovak)
17 August 2022
0 references
IS IONANN HIODRÁITÍ AGUS CLATRATES GÁIS AGUS LIMISTÉAR TAIGHDE AN-GHNÍOMHACH INNIU AR GO LEOR CÚISEANNA. IS É AN RUD IS SOILÉIRE NÁ AN MÉID OLLMHÓR GÁIS NÁDÚRTHA A AIMSÍODH I BHFOSUITHE HIODRÁITE SNA ÍOCHTAIR AIGÉANACHA AGUS PERMAFROST, RUD A CHIALLAÍONN FOINSE FUINNIÚIL A BHFUIL A SHAOTHRÚ MAR CHUSPÓIR STRAITÉISEACH NEAMHFHORBARTHA. MAR SIN FÉIN, TÁ BAINT AG HIODRÁITÍ LE GO LEOR FEIDHMCHLÁR EILE, AGUS IS É CEANN DE NA CINN IS TÁBHACHTAÍ NÁ A N-ÚSÁID I NGABHÁIL AGUS I STÓRÁIL CO2. TÁ SÉ AR EOLAS GO MAITH GO BHFUIL ROGHNAÍOCHT HIODRÁITÍ DIFRIÚIL LE HAGHAIDH GÁIS ÉAGSÚLA, AGUS LÉIRIGH STAIDÉIR THURGNAMHACHA GUR FÉIDIR LE HÚSÁID BREISEÁN NÓ ROINNT CLATRATES ORGÁNACH A BHEITH ÚSÁIDEACH CHUN CO2 A SCARADH Ó GHÁIS EISILTEACHA TIONSCLAÍOCHA, MAR SHAMPLA. LÉIRIGH OIBREACHA EILE GO BHFÉADFAÍ CO2 A CHUR IN IONAD CH4 I DTAISCÍ HIODRÁITE NÁDÚRTHA, AG BAINT TAIRBHE DHÚBAILTE AS COTHROMAÍOCHT CHOMHSHAOIL IS FEARR IS FÉIDIR. MAR SIN FÉIN, ÉILÍONN FORBAIRT NA BPRÓISEAS SIN EOLAS CRÍOCHNÚIL AR HIODRÁITÍ, LENA N-ÁIRÍTEAR COTHROMAÍOCHT CHÉIM, TERMOPHSICAS AGUS AIRÍONNA IOMPAIR, AGUS DINIMIC NÚICLÉASAITHE AGUS DÍCHEANGAIL. FAOI LÁTHAIR, NÍ BHAINISTÍONN NA TEOIRICÍ MÓILÍNEACHA ATÁ ANN CHEANA ACH CUR SÍOS A DHÉANAMH AR NA HIODRÁITÍ IS SIMPLÍ, AGUS IAD AG RANNCHUIDIÚ RIACHTANACH CHUN A N-IOMPAR FISICEACH-CHEIMICEACH A THUISCINT GO MION. MOLANN AN TIONSCADAL SEO, SA LÍNE SEO, STAIDÉAR TEOIRICIÚIL MIONSONRAITHE AR HIODRÁITÍ, AG DÍRIÚ AR CHÓRAIS LE CUR I BHFEIDHM FÉIDEARTHA CO2 A GHABHÁIL AGUS A STÓRÁIL. ÁIRÍTEAR LEIS SIN: I) HIODRÁITÍ MEASCTHA CH4 AGUS CO2, CÓRAS BEAG STAIDÉAR GO DTÍ SEO, II) ÉIFEACHT BREISEÁIN TERMODINAMICOS DE THEAGHLACH NA N-ÉITIR CYCLIC, III) CLATRATES ORGÁNACHA MÓILÍNÍ EILE COSÚIL LE HYDROQUINONE, LE ROGHNAÍOCHT MHÓR AR CO2. COMHCHEANGLAÍONN AN STRAITÉIS ATÁ BEARTAITHE TRÍ CHUR CHUIGE TEOIRICIÚIL, LENA LÉIRÍTEAR LEIBHÉIL ÉAGSÚLA RÍOFA Ó THEIRMIDINIMIC MACROSCOPICA GO RÍOMHANNA CANDAMACHA ADAMHACHA, AGUS IS IONANN Í AGUS NA HUIRLISÍ IS ÚIRE ATÁ ANN CHEANA A CHUIRTEAR I BHFEIDHM AR RÉIMSE NA HIODRÁITÍ. IS É AN CHÉAD CHÉIM COTHROMÓIDÍ STÁIT MHÓILÍNEACHA, AG BAINT ÚSÁIDE AS AN TSAMHAIL SAFT MAR THAGAIRT, IN ÉINEACHT LE COMHFHOGASÚ VAN DER WAALS PLATTEEUW’S CHUN MEASTACHÁIN CHOTHROMAÍOCHTA CÉIME A FHÁIL. NEXT, BEIDH RÍOMHAIREACHTAÍ DINIMIC MHÓILÍNEACH A DHÉANAMH, D’FHONN MEASTÓIREACHT A DHÉANAMH AR NA SAMHLACHA MÓILÍNEACHA ÉAGSÚLA ATÁ BEARTAITHE DO NA SPEICIS LENA MBAINEANN, AG LORG CUR SÍOS CAINNÍOCHTÚIL AR CHOTHROMAÍOCHT CHÉIM, TERMOPHSICAS AGUS AIRÍONNA IOMPAIR. AR DEIREADH, DÉANFAR RÍOMHAIREACHTAÍ AB QUANTIC A DHÉANAMH AG BAINT ÚSÁIDE AS AN TEOIRIC DLÚIS FHEIDHMIÚIL CHUN INFORMATIONLN BEACHT A FHÁIL AR SHONRAÍ MICREASCÓPACHA AMHAIL STRUCHTÚR, NÁDÚR IDIRGHNÍOMHAÍOCHTAÍ IDIRMHÓILÍNEACHA, IDIRLEATHADH, AGUS RAMAN AGUS SPECTRA INFRIDHEARG. SOLÁTHRAÍONN AN MEASCÁN DE NA TEICNÍCÍ SEO, MAR ATÁ LÉIRITHE INÁR RÉAMH-STAIDÉIR LE HAGHAIDH HYDRATES SIMPLÍ, TUISCINT NÍOS FEARR AR AN FISIC NA GCÓRAS SEO, A BHFUIL GO MINIC NACH BHFUIL INROCHTANA TURGNAMHACH MAR GHEALL AR NA SCÁLAÍ ACHAR AGUS AM I GCEIST. TRÍ NA HAIRÍONNA MEASTA A CHUR I GCOMPARÁID LEIS AN BHFAISNÉIS THURGNAMHACH THEORANTA ATÁ AR FÁIL, CUIDEOFAR LEIS NA TEOIRICÍ AGUS NA SAMHLACHA A LUAITEAR A BHEACHTÚ, AGUS ÉIFEACHTÚLACHT CHAINNÍOCHTÚIL Á LORG SNA CÓRAIS A BHAINEANN LE PRÓISIS GABHÁLA AGUS STÓRÁLA CO2. (Irish)
17 August 2022
0 references
HYDRÁTY A PLYNOVÉ CLATRATES PŘEDSTAVUJÍ DNES VELMI AKTIVNÍ VÝZKUMNOU OBLAST Z MNOHA DŮVODŮ. NEJZŘEJMĚJŠÍ JE OBROVSKÉ MNOŽSTVÍ ZEMNÍHO PLYNU, KTERÉ BYLO OBJEVENO V USAZENINÁCH HYDRÁTŮ V OCEÁNSKÝCH DNECH A PERMAFROSTU, COŽ ZNAMENÁ ENERGETICKÝ ZDROJ, JEHOŽ TĚŽBA JE NEVYVINUTÝ STRATEGICKÝ CÍL. HYDRÁTY JSOU VŠAK ZAPOJENY DO MNOHA DALŠÍCH APLIKACÍ A JEDNÍM Z NEJDŮLEŽITĚJŠÍCH JE JEJICH VYUŽITÍ PŘI ZACHYCOVÁNÍ A UKLÁDÁNÍ CO2. JE DOBŘE ZNÁMO, ŽE SELEKTIVITA HYDRÁTŮ SE LIŠÍ U RŮZNÝCH PLYNŮ, A EXPERIMENTÁLNÍ STUDIE UKÁZALY, ŽE POUŽITÍ ADITIV NEBO NĚKTERÝCH ORGANICKÝCH CLATRATES MŮŽE BÝT UŽITEČNÉ NAPŘÍKLAD PRO SEPARACI CO2 OD PRŮMYSLOVÝCH ODPADNÍCH PLYNŮ. JINÉ PRÁCE POUKÁZALY NA MOŽNOST NAHRAZENÍ CH4 CO2 V PŘÍRODNÍCH SEDIMENTECH A ZÍSKÁNÍ DVOJÍHO PŘÍNOSU S OPTIMÁLNÍ ENVIRONMENTÁLNÍ ROVNOVÁHOU. VÝVOJ TĚCHTO PROCESŮ VŠAK VYŽADUJE DŮKLADNOU ZNALOST HYDRÁTŮ, VČETNĚ FÁZOVÉ ROVNOVÁHY, TERMOPHSICAS A TRANSPORTNÍCH VLASTNOSTÍ A NUKLEAČNÍ A DISOCIAČNÍ DYNAMIKY. V SOUČASNÉ DOBĚ SE STÁVAJÍCÍ MOLEKULÁRNÍ TEORIE DOKÁŽOU POPSAT POUZE NEJJEDNODUŠŠÍ HYDRÁTY, COŽ JSOU NEZBYTNÉ PŘÍSPĚVKY K PODROBNÉMU POCHOPENÍ JEJICH FYZIKÁLNĚ-CHEMICKÉHO CHOVÁNÍ. TENTO PROJEKT V TOMTO SMĚRU NAVRHUJE PODROBNOU TEORETICKOU STUDII O HYDRATACI, KTERÁ SE ZAMĚŘUJE NA SYSTÉMY S POTENCIÁLNÍM UPLATNĚNÍM NA ZACHYCOVÁNÍ A UKLÁDÁNÍ CO2. PATŘÍ SEM: I) SMÍŠENÉ HYDRÁTY CH4 A CO2, SYSTÉM VELMI MÁLO STUDOVANÝ, II) ÚČINEK ADITIVA TERMODINAMICOS Z RODINY CYKLICKÝCH ETHERŮ, III) ORGANICKÉ CLATRATES JINÝCH MOLEKUL, JAKO JE HYDROCHINON, S VELKOU SELEKTIVITOU NA CO2. NAVRHOVANÁ STRATEGIE KOMBINUJE TŘI TEORETICKÉ PŘÍSTUPY, KTERÉ PŘEDSTAVUJÍ RŮZNÉ ÚROVNĚ VÝPOČTU OD TERMODYNAMIKY MACROSCOPICA AŽ PO ATOMOVÉ KVANTOVÉ VÝPOČTY, A PŘEDSTAVUJE NEJPOKROČILEJŠÍ STÁVAJÍCÍ NÁSTROJE POUŽÍVANÉ V OBLASTI HYDRÁTŮ. PRVNÍM KROKEM JSOU ROVNICE MOLEKULÁRNÍHO STAVU, POMOCÍ MODELU SAFT JAKO REFERENCE, V KOMBINACI S APROXIMACÍ VAN DER WAALS PLATTEEUW’S K ZÍSKÁNÍ ODHADŮ FÁZOVÉ ROVNOVÁHY. DÁLE BUDOU PROVEDENY VÝPOČTY MOLEKULÁRNÍ DYNAMIKY, ABY BYLO MOŽNÉ VYHODNOTIT RŮZNÉ MOLEKULÁRNÍ MODELY NAVRŽENÉ PRO DOTČENÉ DRUHY A HLEDAT KVANTITATIVNÍ POPIS FÁZOVÉ ROVNOVÁHY, TERMOPHSICAS A TRANSPORTNÍCH VLASTNOSTÍ. KONEČNĚ, QUANTIC AB INITIO VÝPOČTY BUDOU PROVEDENY POMOCÍ TEORIE FUNKČNÍ HUSTOTY ZÍSKAT PŘESNÉ INFORMACELN NA MIKROSKOPICKÝCH DETAILECH, JAKO JE STRUKTURA, POVAHA INTERMOLEKULÁRNÍCH INTERAKCÍ, DIFÚZE, A RAMAN A INFRAČERVENÉ SPEKTRY. KOMBINACE TĚCHTO TECHNIK POSKYTUJE, JAK BYLO UKÁZÁNO V NAŠICH PŘEDBĚŽNÝCH STUDIÍCH PRO JEDNODUCHÉ HYDRÁTY, LEPŠÍ POCHOPENÍ FYZIKY TĚCHTO SYSTÉMŮ, KTERÁ NENÍ ČASTO EXPERIMENTÁLNĚ PŘÍSTUPNÁ VZHLEDEM K ROZSAHU VZDÁLENOSTI A ČASU. POROVNÁNÍ ODHADOVANÝCH VLASTNOSTÍ S OMEZENÝMI DOSTUPNÝMI EXPERIMENTÁLNÍMI INFORMACEMI POMŮŽE ZDOKONALIT UVEDENÉ TEORIE A MODELY A USILOVAT O KVANTITATIVNÍ ÚČINNOST SYSTÉMŮ ZAPOJENÝCH DO PROCESŮ ZACHYCOVÁNÍ A UKLÁDÁNÍ CO2. (Czech)
17 August 2022
0 references
HIDRATOS E CLATRATOS DE GÁS REPRESENTAM UMA ÁREA DE INVESTIGAÇÃO MUITO ATIVA HOJE POR MUITAS RAZÕES. O mais óbvio é o enorme volume de gás natural que foi descoberto em depósitos de hidratos nas botijas oceânicas e no permafrosto, ou seja, uma fonte energética cuja exploração é um objetivo estratégico indesenvolvido. No entanto, os hidratos estão envolvidos em muitas outras aplicações e uma das mais importantes é a sua utilização na captura e armazenamento de CO2. A SELECTIVIDADE DOS HIDRATOS É DIFERENTES PARA OS GASES DIFERENTES, E ESTUDOS EXPERIMENTAIS demonstraram QUE A UTILIZAÇÃO DE ADITIVOS OU DE ALGUNS CLATRATOS ORGÂNICOS PODE SER UTILIZADA PARA A SEPARAÇÃO DO CO2 DE GASES EFLUENTES INDUSTRIAIS, POR EXEMPLO. OUTRAS OBRAS PONDERAM À POSSIBILIDADE DE SUBSTITUIR CH4 POR CO2 EM DEPÓSITO DE HIDRATO NATURAL, OBTENDENDO UM BENEFÍCIO DUPLO COM UM SALDO AMBIENTAL OPTIMAL. No entanto, o desenvolvimento destes processos exige um conhecimento profundo dos hidratos, incluindo o equilíbrio de fases, os termofísicos e as propriedades de transporte, bem como a dinâmica de fusão e de dispersão. Atualmente, as teorias moleculares existentes apenas conseguem descrever os hidratos mais simples, sendo contribuições necessárias para compreender em pormenor o seu comportamento físico-químico. O presente projecto propõe, nesta linha, um estudo teórico pormenorizado sobre hidratos, centrado em sistemas com aplicação potencial à captura e armazenagem de CO2. Isto inclui: I) HIDRATOS MISTOS DE CH4 E CO2, SISTEMA MUITO LIMITADO ATÉ À DATA, II) EFEITO DE ADITIVOS TERMODINÂMICOS DA FAMÍLIA DE ÉTERES CÍCLICOS, III) CLATRATOS ORGÂNICOS DE OUTRAS MOLÉCULAS COMO A HIDROQUINONA, COM GRANDE SELECTIVIDADE EM CO2. A estratégia proposta combina três abordagens teóricas, representando diferentes níveis de cálculo, desde a macroscópica termodinâmica até ao cálculo do quântico atómico, e constitui as ferramentas existentes mais avançadas aplicadas ao domínio dos hidratos. A primeira etapa consiste em equações de estado moleculares, utilizando o modelo SAFT como referência, combinadas com a aproximação de VAN DER WAALS PLATTEEUW para obter estimativas de fase equivalentes. Efectuar-se-ão em seguida cálculos dinâmicos moleculares, a fim de avaliar os diferentes modelos moleculares propostos para as espécies em causa, procurando uma descrição quantitativa do equíbrio de fases, dos termofísicos e das propriedades de transporte. Finalmente, os cálculos QUANTIC AB INITIO serão realizados utilizando a teoria da densidade funcional para obter informações precisas sobre pormenores microscópicos, tais como a estrutura, a natureza das interacções intermoleculares, a difusão e a espectra romana e infravermelha. A conjugação destas técnicas permite, tal como resulta dos nossos estudos preliminares relativos a hidratos simples, uma melhor compreensão da fisiologia destes sistemas, muitas vezes inacessível devido às escalas de distância e de tempo envolvidas. A COMPARAÇÃO DAS PROPRIEDADES ESTIMADAS COM AS LIMITADAS INFORMAÇÕES EXPERIMENTAIS DISPONÍVEIS AJUDARÁ A REFINAR AS TEORIAS E MODELOS CITADOS, PROCURANDO A EFICIÊNCIA QUANTITATIVA NOS SISTEMAS ENVOLVIDOS NOS PROCESSOS DE CAPTURA E ARMAZENAMENTO DE CO2. (Portuguese)
17 August 2022
0 references
HÜDRAADID JA GAASI KLATRATES ON VÄGA AKTIIVNE UURIMISVALDKOND TÄNA MITMEL PÕHJUSEL. KÕIGE ILMSEM ON SUUR KOGUS MAAGAASI, MIS ON AVASTATUD HÜDRAATSETESSE MAARDLATESSE OOKEANIPÕHJAS JA IGIKELTSAS, MIS TÄHENDAB ENERGILIST ALLIKAT, MILLE KASUTAMINE ON VÄLJA ARENDAMATA STRATEEGILINE EESMÄRK. HÜDRAADID ON AGA KAASATUD PALJUDESSE MUUDESSE RAKENDUSTESSE NING ÜKS TÄHTSAMAID ON NENDE KASUTAMINE SÜSINIKDIOKSIIDI KOGUMISEL JA SÄILITAMISEL. ON HÄSTI TEADA, ET HÜDRAATIDE SELEKTIIVSUS ON ERI GAASIDE PUHUL ERINEV, NING EKSPERIMENTAALSED UURINGUD ON NÄIDANUD, ET LISANDITE VÕI MÕNE ORGAANILISE KLATRATES KASUTAMINE VÕIB OLLA KASULIK NÄITEKS CO2 ERALDAMISEL TÖÖSTUSLIKEST HEITGAASIDEST. MUUD TÖÖD ON OSUTANUD VÕIMALUSELE ASENDADA CH4 CO2-GA LOODUSLIKES HÜDRAADIVARUDES, SAAVUTADES KAHEKORDSE KASU KOOS OPTIMAALSE KESKKONNATASAKAALUGA. NENDE PROTSESSIDE ARENDAMINE NÕUAB SIISKI PÕHJALIKKE TEADMISI HÜDRAATIDE KOHTA, SEALHULGAS FAASITASAKAALU, TERMOPHSICASE JA TRANSPORDIOMADUSTE NING TUUMA- JA DISSOTSIATSIOONIDÜNAAMIKA KOHTA. PRAEGU SUUDAVAD OLEMASOLEVAD MOLEKULAARSED TEOORIAD KIRJELDADA KÕIGE LIHTSAMAID HÜDRAATI, MIS ON VAJALIKUD NENDE FÜÜSIKALIS-KEEMILISE KÄITUMISE ÜKSIKASJALIKUKS MÕISTMISEKS. SELLES PROJEKTIS TEHAKSE ETTEPANEK LÄBI VIIA ÜKSIKASJALIK TEOREETILINE UURING HÜDRAATIDE KOHTA, KESKENDUDES SÜSTEEMIDELE, MIDA VÕIDAKSE KASUTADA SÜSINIKDIOKSIIDI KOGUMISEL JA SÄILITAMISEL. SEE HÕLMAB JÄRGMIST: I) SEGATUD HÜDRAADID CH4 JA CO2, SÜSTEEM VÄGA VÄHE UURITUD SENI, II) MÕJU LISAAINED TERMODINAMICOS PEREKONNA TSÜKLILISED EETRID, III) ORGAANILINE KLATRATES TEISTE MOLEKULIDE NAGU HÜDROKINOON, MILLEL ON SUUR SELEKTIIVSUS CO2. KAVANDATUD STRATEEGIA ÜHENDAB KOLM TEOREETILIST LÄHENEMISVIISI, MIS ESINDAVAD MACROSCOPICA TERMODÜNAAMIKAST AATOMKVANTARVUTUSTENI ERINEVAID ARVUTUSTASEMEID, NING KUJUTAVAD ENDAST KÕIGE ARENENUMAID OLEMASOLEVAID VAHENDEID, MIDA RAKENDATAKSE HÜDRAATIDE VALDKONNAS. ESIMENE SAMM ON MOLEKULAARSE RIIGI VÕRRANDID, KASUTADES VÕRDLUSENA SAFTI MUDELIT KOOS VAN DER WAALS PLATTEEUW’GA, ET SAADA FAASI TASAKAALU HINNANGUID. SEEJÄREL TEHAKSE MOLEKULAARDÜNAAMIKA ARVUTUSED, ET HINNATA ASJAOMASTE LIIKIDE JAOKS KAVANDATUD ERINEVAID MOLEKULAARSEID MUDELEID, OTSIDES FAASITASAKAALU, TERMOPHSICASE JA TRANSPORDIOMADUSTE KVANTITATIIVSET KIRJELDUST. LÕPUKS TEHAKSE QUANTIC AB INITIO ARVUTUSED FUNKTSIONAALSE TIHEDUSE TEOORIA ABIL, ET SAADA TÄPNE INFORMATIONLN MIKROSKOOPILISTE ÜKSIKASJADE KOHTA, NAGU STRUKTUUR, INTERMOLEKULAARSETE KOOSTOIMETE OLEMUS, DIFUSIOON NING RAMANI JA INFRAPUNASPEKTRID. NAGU ON NÄIDATUD MEIE EELUURINGUTES LIHTSATE HÜDRAATIDE KOHTA, PAKUB NENDE TEHNIKATE KOMBINATSIOON PAREMAT ARUSAAMIST NENDE SÜSTEEMIDE FÜÜSIKAST, MIS EI OLE SAGELI KATSELISELT KÄTTESAADAVAD, KUNA VAHEMAA JA AEG ON SUURED. HINNANGULISTE OMADUSTE VÕRDLEMINE OLEMASOLEVA PIIRATUD KATSETEABEGA AITAB TÄPSUSTADA NIMETATUD TEOORIAID JA MUDELEID, PÜÜDES SAAVUTADA CO2 KOGUMISE JA SÄILITAMISEGA SEOTUD SÜSTEEMIDE KVANTITATIIVSET TÕHUSUST. (Estonian)
17 August 2022
0 references
A HIDRÁTOK ÉS A GÁZ KLATRATES SZÁMOS OKBÓL NAGYON AKTÍV KUTATÁSI TERÜLETET KÉPVISELNEK. A LEGNYILVÁNVALÓBB AZ A HATALMAS MENNYISÉGŰ FÖLDGÁZ, AMELYET AZ ÓCEÁNFENÉKBEN ÉS A PERMAFROSTBAN TALÁLHATÓ HIDRÁTLERAKÓDÁSOK CSAPDÁJÁBAN FEDEZTEK FEL, AMI AZT JELENTI, HOGY EGY ENERGETIKAI FORRÁS, AMELYNEK KIAKNÁZÁSA EGY FEJLETT STRATÉGIAI CÉLKITŰZÉS. A HIDRÁTOK AZONBAN SZÁMOS MÁS ALKALMAZÁSBAN IS RÉSZT VESZNEK, ÉS AZ EGYIK LEGFONTOSABB A SZÉN-DIOXID-LEVÁLASZTÁSBAN ÉS -TÁROLÁSBAN VALÓ FELHASZNÁLÁSUK. KÖZTUDOTT, HOGY A HIDRÁTOK SZELEKTIVITÁSA ELTÉRŐ A KÜLÖNBÖZŐ GÁZOK ESETÉBEN, ÉS KÍSÉRLETI VIZSGÁLATOK KIMUTATTÁK, HOGY AZ ADALÉKANYAGOK VAGY EGYES SZERVES CLATRATES HASZNÁLATA HASZNOS LEHET A CO2 IPARI SZENNYVÍZGÁZOKTÓL VALÓ ELKÜLÖNÍTÉSÉHEZ. MÁS MUNKÁK RÁMUTATTAK ARRA A LEHETŐSÉGRE, HOGY A CH4-ET SZÉN-DIOXIDDAL HELYETTESÍTHETIK A TERMÉSZETES HIDRÁTLELŐHELYEKBEN, AMI KETTŐS ELŐNYT ÉS OPTIMÁLIS KÖRNYEZETI EGYENSÚLYT EREDMÉNYEZ. EZEKNEK A FOLYAMATOKNAK A FEJLESZTÉSE AZONBAN MEGKÖVETELI A HIDRÁTOK ALAPOS ISMERETÉT, BELEÉRTVE A FÁZISEGYENSÚLYT, A TERMOPHSICAS-T ÉS A SZÁLLÍTÁSI TULAJDONSÁGOKAT, VALAMINT A NUKLEÁCIÓS ÉS DISSZOCIÁCIÓS DINAMIKÁT. JELENLEG A MEGLÉVŐ MOLEKULÁRIS ELMÉLETEK CSAK A LEGEGYSZERŰBB HIDRATÁTUMOKAT TUDJÁK LEÍRNI, MIVEL SZÜKSÉG VAN A FIZIKAI-KÉMIAI VISELKEDÉSÜK RÉSZLETES MEGÉRTÉSÉHEZ. EZ A PROJEKT EBBEN A SORBAN EGY RÉSZLETES ELMÉLETI TANULMÁNY ELKÉSZÍTÉSÉT JAVASOLJA A HIDRÁTOKRÓL, AMELY A SZÉN-DIOXID-LEVÁLASZTÁSRA ÉS -TÁROLÁSRA POTENCIÁLISAN ALKALMAZHATÓ RENDSZEREKRE ÖSSZPONTOSÍT. EZ A KÖVETKEZŐKET FOGLALJA MAGÁBAN: I) VEGYES CH4 ÉS CO2 HIDRÁTOK, EZ A RENDSZER NAGYON KEVÉSSÉ TANULMÁNYOZOTT EDDIG, II) A CIKLIKUS ÉTEREK CSALÁDJÁBA TARTOZÓ TERMODINAMICOS ADALÉKANYAGOK HATÁSA, III) MÁS MOLEKULÁK, PÉLDÁUL HIDROKINON SZERVES KLATRATEI, NAGY SZELEKTIVITÁSSAL A CO2-RA. A JAVASOLT STRATÉGIA HÁROM ELMÉLETI MEGKÖZELÍTÉST EGYESÍT, AMELYEK A MACROSCOPICA TERMODINAMIKAI MÓDSZEREKTŐL AZ ATOMKVANTUM-SZÁMÍTÁSOKIG ELTÉRŐ SZÁMÍTÁSI SZINTEKET KÉPVISELNEK, ÉS A HIDRÁTOK TERÜLETÉN ALKALMAZOTT LEGFEJLETTEBB MEGLÉVŐ ESZKÖZÖK. AZ ELSŐ LÉPÉS A MOLEKULÁRIS ÁLLAPOTEGYENLETEK, AMELYEK REFERENCIAKÉNT A SAFT MODELLT HASZNÁLJÁK, A VAN DER WAALS PLATTEEUW-FÉLE KÖZELÍTÉSSEL KOMBINÁLVA A FÁZISEGYENSÚLYI BECSLÉSEK KISZÁMÍTÁSÁHOZ. EZT KÖVETŐEN MOLEKULÁRIS DINAMIKAI SZÁMÍTÁSOKAT VÉGEZNEK AZ ÉRINTETT FAJOKRA JAVASOLT KÜLÖNBÖZŐ MOLEKULÁRIS MODELLEK ÉRTÉKELÉSE ÉRDEKÉBEN, A FÁZISEGYENSÚLY, A TERMOPHSICAS ÉS A SZÁLLÍTÁSI TULAJDONSÁGOK MENNYISÉGI LEÍRÁSÁRA TÖREKEDVE. VÉGÜL, A QUANTIC AB INITIO SZÁMÍTÁSOKAT A FUNKCIONÁLIS SŰRŰSÉG ELMÉLETÉVEL KELL ELVÉGEZNI, HOGY PONTOS INFORMATIONLN-T KAPJUNK OLYAN MIKROSZKOPIKUS RÉSZLETEKRŐL, MINT A SZERKEZET, AZ INTERMOLECULARIS KÖLCSÖNHATÁSOK JELLEGE, A DIFFÚZIÓ, VALAMINT A RAMAN ÉS AZ INFRAVÖRÖS SPEKTRUMOK. EZEKNEK A TECHNIKÁKNAK A KOMBINÁCIÓJA, AMINT AZT AZ EGYSZERŰ HIDRÁTOKKAL KAPCSOLATOS ELŐZETES VIZSGÁLATAINK IS MUTATJÁK, JOBB MEGÉRTÉST BIZTOSÍT E RENDSZEREK FIZIKÁJÁRÓL, AMELY A TÁVOLSÁG ÉS AZ IDŐ SKÁLÁJA MIATT GYAKRAN NEM ÉRHETŐ EL KÍSÉRLETILEG. A BECSÜLT TULAJDONSÁGOKNAK A RENDELKEZÉSRE ÁLLÓ KORLÁTOZOTT KÍSÉRLETI INFORMÁCIÓKKAL VALÓ ÖSSZEHASONLÍTÁSA SEGÍT AZ IDÉZETT ELMÉLETEK ÉS MODELLEK FINOMÍTÁSÁBAN, A SZÉN-DIOXID-LEVÁLASZTÁSI ÉS -TÁROLÁSI FOLYAMATOKBAN RÉSZT VEVŐ RENDSZEREK MENNYISÉGI HATÉKONYSÁGÁNAK KERESÉSÉBEN. (Hungarian)
17 August 2022
0 references
ХИДРАТИТЕ И ГАЗОВИТЕ CLATRATES ПРЕДСТАВЛЯВАТ МНОГО АКТИВНА ОБЛАСТ ЗА НАУЧНИ ИЗСЛЕДВАНИЯ ДНЕС ПО МНОГО ПРИЧИНИ. НАЙ-ОЧЕВИДНО Е ОГРОМНОТО КОЛИЧЕСТВО ПРИРОДЕН ГАЗ, КОЙТО Е БИЛ ОТКРИТ В КАПАН НА ХИДРАТНИ ОТЛАГАНИЯ В ОКЕАНСКИТЕ ДЪНА И ВЕЧНАТА ЗАМРЪЗНАЛА ВОДА, КОЕТО ОЗНАЧАВА ЕНЕРГИЧЕН ИЗТОЧНИК, ЧИЯТО ЕКСПЛОАТАЦИЯ Е НЕРАЗВИТА СТРАТЕГИЧЕСКА ЦЕЛ. ХИДРАТИТЕ ОБАЧЕ УЧАСТВАТ В МНОГО ДРУГИ ПРИЛОЖЕНИЯ И ЕДНО ОТ НАЙ-ВАЖНИТЕ Е ТЯХНОТО ИЗПОЛЗВАНЕ ПРИ УЛАВЯНЕТО И СЪХРАНЕНИЕТО НА CO2. ДОБРЕ ИЗВЕСТНО Е, ЧЕ СЕЛЕКТИВНОСТТА НА ХИДРАТИТЕ Е РАЗЛИЧНА ЗА РАЗЛИЧНИТЕ ГАЗОВЕ И ЕКСПЕРИМЕНТАЛНИТЕ ПРОУЧВАНИЯ ПОКАЗВАТ, ЧЕ УПОТРЕБАТА НА ДОБАВКИ ИЛИ НЯКОИ ОРГАНИЧНИ CLATRATES МОЖЕ ДА БЪДЕ ПОЛЕЗНА ЗА ОТДЕЛЯНЕТО НА CO2 ОТ ПРОМИШЛЕНИТЕ ОТПАДЪЧНИ ГАЗОВЕ, НАПРИМЕР. ДРУГИ РАБОТИ ПОСОЧИХА ВЪЗМОЖНОСТТА ЗА ЗАМЯНА НА CH4 С CO2 В ЕСТЕСТВЕНИ ХИДРАТНИ НАХОДИЩА, КАТО СЕ ПОСТИГНЕ ДВОЙНА ПОЛЗА С ОПТИМАЛЕН ЕКОЛОГИЧЕН БАЛАНС. РАЗВИТИЕТО НА ТЕЗИ ПРОЦЕСИ ОБАЧЕ ИЗИСКВА ЗАДЪЛБОЧЕНО ПОЗНАВАНЕ НА ХИДРАТИТЕ, ВКЛЮЧИТЕЛНО ФАЗОВ БАЛАНС, TERMOPHSICAS И ТРАНСПОРТНИ СВОЙСТВА, КАКТО И ДИНАМИКА НА ЯДРОТО И ДИСОЦИАЦИЯТА. В МОМЕНТА СЪЩЕСТВУВАЩИТЕ МОЛЕКУЛЯРНИ ТЕОРИИ УСПЯВАТ САМО ДА ОПИШАТ НАЙ-ПРОСТИТЕ ХИДРАТИ, КОЕТО Е НЕОБХОДИМ ПРИНОС, ЗА ДА РАЗБЕРАТ ПОДРОБНО ТЯХНОТО ФИЗИКО-ХИМИЧНО ПОВЕДЕНИЕ. В ТОЗИ СМИСЪЛ ТОЗИ ПРОЕКТ ПРЕДЛАГА ПОДРОБНО ТЕОРЕТИЧНО ПРОУЧВАНЕ НА ХИДРАТИТЕ, СЪСРЕДОТОЧЕНО ВЪРХУ СИСТЕМИ С ПОТЕНЦИАЛНО ПРИЛОЖЕНИЕ ЗА УЛАВЯНЕ И СЪХРАНЕНИЕ НА CO2. ТОВА ВКЛЮЧВА: I) СМЕСЕНИ ХИДРАТИ НА CH4 И CO2, СИСТЕМА МНОГО МАЛКО ПРОУЧЕНА ДОСЕГА, II) ЕФЕКТ НА ДОБАВКИ TERMODINAMICOS ОТ СЕМЕЙСТВОТО НА ЦИКЛИЧНИ ЕТЕРИ, III) ОРГАНИЧНИ КЛАТРАТИ ОТ ДРУГИ МОЛЕКУЛИ КАТО ХИДРОХИНОН, С ГОЛЯМА СЕЛЕКТИВНОСТ ВЪРХУ CO2. ПРЕДЛОЖЕНАТА СТРАТЕГИЯ СЪЧЕТАВА ТРИ ТЕОРЕТИЧНИ ПОДХОДА, ПРЕДСТАВЛЯВАЩИ РАЗЛИЧНИ НИВА НА ИЗЧИСЛЕНИЕ ОТ ТЕРМОДИНАМИКАТА MACROSCOPICA ДО АТОМНИТЕ КВАНТОВИ ИЗЧИСЛЕНИЯ, И ПРЕДСТАВЛЯВА НАЙ-УСЪВЪРШЕНСТВАНИТЕ СЪЩЕСТВУВАЩИ ИНСТРУМЕНТИ, ПРИЛАГАНИ В ОБЛАСТТА НА ХИДРАТИТЕ. ПЪРВАТА СТЪПКА Е УРАВНЕНИЯТА НА МОЛЕКУЛЯРНОТО СЪСТОЯНИЕ, ИЗПОЛЗВАЙКИ МОДЕЛА САФТ КАТО ЕТАЛОН, СЪЧЕТАН С ПРИБЛИЖЕНИЕТО НА ВАН ДЕР ВААЛС ПЛАТЕЮ, ЗА ДА СЕ ПОЛУЧАТ ОЦЕНКИ НА РАВНОВЕСИЕТО НА ФАЗИТЕ. СЛЕД ТОВА ЩЕ БЪДАТ ИЗВЪРШЕНИ ИЗЧИСЛЕНИЯ НА МОЛЕКУЛЯРНАТА ДИНАМИКА, ЗА ДА СЕ ОЦЕНЯТ РАЗЛИЧНИТЕ МОЛЕКУЛЯРНИ МОДЕЛИ, ПРЕДЛОЖЕНИ ЗА СЪОТВЕТНИЯ ВИД, КАТО СЕ ТЪРСИ КОЛИЧЕСТВЕНО ОПИСАНИЕ НА ФАЗОВОТО РАВНОВЕСИЕ, TERMOPHSICAS И ТРАНСПОРТНИТЕ СВОЙСТВА. И НАКРАЯ, QUANTIC AB INITIO ИЗЧИСЛЕНИЯ ЩЕ БЪДАТ ИЗВЪРШЕНИ С ПОМОЩТА НА ТЕОРИЯТА НА ФУНКЦИОНАЛНАТА ПЛЪТНОСТ, ЗА ДА СЕ ПОЛУЧИ ТОЧНА INFORMATIONLN НА МИКРОСКОПИЧНИ ДЕТАЙЛИ, КАТО СТРУКТУРА, ХАРАКТЕР НА INTERMOLECULAR ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ, ДИФУЗИЯ, И RAMAN И ИНФРАЧЕРВЕНИ СПЕКТРИ. КОМБИНАЦИЯТА ОТ ТЕЗИ ТЕХНИКИ ОСИГУРЯВА, КАКТО Е ПОКАЗАНО В ПРЕДВАРИТЕЛНИТЕ НИ ПРОУЧВАНИЯ ЗА ПРОСТИ ХИДРАТИ, ПО-ДОБРО РАЗБИРАНЕ НА ФИЗИКАТА НА ТЕЗИ СИСТЕМИ, КОЯТО ЧЕСТО НЕ Е ДОСТЪПНА ЕКСПЕРИМЕНТАЛНО ПОРАДИ МАЩАБИТЕ НА РАЗСТОЯНИЕ И ВРЕМЕ. СРАВНЯВАНЕТО НА ОЦЕНЕНИТЕ СВОЙСТВА С ОГРАНИЧЕНАТА НАЛИЧНА ЕКСПЕРИМЕНТАЛНА ИНФОРМАЦИЯ ЩЕ СПОМОГНЕ ЗА УСЪВЪРШЕНСТВАНЕ НА ЦИТИРАНИТЕ ТЕОРИИ И МОДЕЛИ, КАТО СЕ ТЪРСИ КОЛИЧЕСТВЕНА ЕФЕКТИВНОСТ НА СИСТЕМИТЕ, УЧАСТВАЩИ В ПРОЦЕСИТЕ НА УЛАВЯНЕ И СЪХРАНЕНИЕ НА CO2. (Bulgarian)
17 August 2022
0 references
HIDRATAI IR DUJOS CLATRATES ŠIANDIEN DĖL DAUGELIO PRIEŽASČIŲ YRA LABAI AKTYVI MOKSLINIŲ TYRIMŲ SRITIS. AKIVAIZDŽIAUSIAS YRA DIDŽIULIS GAMTINIŲ DUJŲ KIEKIS, KURIS BUVO APTIKTAS HIDRATUOTUOSE TELKINIUOSE VANDENYNO DUGNE IR AMŽINAJAME ĮŠALE, O TAI REIŠKIA ENERGINGĄ ŠALTINĮ, KURIO EKSPLOATAVIMAS YRA NEIŠSAMUS STRATEGINIS TIKSLAS. TAČIAU HIDRATAI NAUDOJAMI DAUGELYJE KITŲ NAUDOJIMO BŪDŲ IR VIENAS IŠ SVARBIAUSIŲ YRA JŲ NAUDOJIMAS CO2 SURINKIMUI IR SAUGOJIMUI. GERAI ŽINOMA, KAD SKIRTINGŲ DUJŲ HIDRATŲ SELEKTYVUMAS SKIRIASI, O EKSPERIMENTINIAI TYRIMAI PARODĖ, KAD PRIEDŲ ARBA KAI KURIŲ ORGANINIŲ CLATRATES NAUDOJIMAS GALI BŪTI NAUDINGAS, PAVYZDŽIUI, CO2 ATSKYRIMUI NUO PRAMONINIŲ IŠMETAMŲJŲ DUJŲ. KITUOSE DARBUOSE ATKREIPTAS DĖMESYS Į GALIMYBĘ PAKEISTI CH4 Į CO2 NATŪRALIUOSE HIDRATUOSE, GAUNANT DVIGUBĄ NAUDĄ IR OPTIMALIĄ APLINKOS PUSIAUSVYRĄ. TAČIAU ŠIEMS PROCESAMS PLĖTOTI REIKIA IŠSAMIŲ ŽINIŲ APIE HIDRATUS, ĮSKAITANT FAZIŲ PUSIAUSVYRĄ, TERMOPHSICAS IR TRANSPORTAVIMO SAVYBES, TAIP PAT BRANDUOLIO IR DISOCIACIJOS DINAMIKĄ. ŠIUO METU ESAMOS MOLEKULINĖS TEORIJOS TIK APIBŪDINA PAPRASČIAUSIUS HIDRATUS, KURIE YRA BŪTINI, KAD IŠSAMIAI SUPRASTŲ JŲ FIZINĮ IR CHEMINĮ ELGESĮ. ŠIAME PROJEKTE SIŪLOMA ATLIKTI IŠSAMŲ TEORINĮ HIDRATŲ TYRIMĄ, DAUGIAUSIA DĖMESIO SKIRIANT SISTEMOMS, KURIOS GALI BŪTI TAIKOMOS CO2 SURINKIMUI IR SAUGOJIMUI. TAI APIMA: I) MIŠRIŲ HIDRATŲ CH4 IR CO2, SISTEMA LABAI MAŽAI IŠTIRTA IKI ŠIOL, II) POVEIKIS PRIEDŲ TERMODINAMICOS IŠ CIKLINIŲ ETERIŲ ŠEIMOS, III) ORGANINIŲ CLATRATES KITŲ MOLEKULIŲ, TOKIŲ KAIP HIDROCHINONAS, SU DIDELIU SELEKTYVUMO CO2. SIŪLOMA STRATEGIJA APIMA TRIS TEORINIUS METODUS, ATSPINDINČIUS SKIRTINGUS SKAIČIAVIMO LYGIUS NUO MACROSCOPICA TERMODINAMIKOS IKI ATOMINIŲ KVANTINIŲ SKAIČIAVIMŲ, IR YRA PAŽANGIAUSIOS ESAMOS PRIEMONĖS, TAIKOMOS HIDRATŲ SRITYJE. PIRMASIS ŽINGSNIS YRA MOLEKULINĖS BŪSENOS LYGTYS, NAUDOJANT SAFT MODELĮ, KARTU SU VAN DER WAALS PLATTEEUW’S APROKSIMACIJA, SIEKIANT GAUTI FAZIŲ PUSIAUSVYROS ĮVERČIUS. TOLIAU BUS ATLIEKAMI MOLEKULINĖS DINAMIKOS SKAIČIAVIMAI, SIEKIANT ĮVERTINTI SKIRTINGUS MOLEKULINIUS MODELIUS, SIŪLOMUS SUSIJUSIOMS RŪŠIMS, SIEKIANT KIEKYBIŠKAI APIBŪDINTI FAZĖS PUSIAUSVYRĄ, TERMOPHSICAS IR TRANSPORTAVIMO SAVYBES. GALIAUSIAI, QUANTIC AB INITIO SKAIČIAVIMAI BUS ATLIEKAMI NAUDOJANT FUNKCINIO TANKIO TEORIJĄ GAUTI TIKSLIĄ INFORMACIJALN MIKROSKOPINIŲ DETALIŲ, TOKIŲ KAIP STRUKTŪRA, POBŪDIS INTERMOLEKULINĖS SĄVEIKOS, DIFUZIJA, IR RAMAN IR INFRARAUDONŲJŲ SPINDULIŲ SPEKTRAS. ŠIŲ METODŲ DERINYS SUTEIKIA, KAIP PARODYTA MŪSŲ PRELIMINARIUOSE TYRIMUOSE DĖL PAPRASTŲ HIDRATŲ, GERESNĮ SUPRATIMĄ APIE ŠIŲ SISTEMŲ FIZIKĄ, KURI DAŽNAI NĖRA PRIEINAMA EKSPERIMENTINIU BŪDU DĖL ATSTUMO IR LAIKO SKALIŲ. PALYGINUS ĮVERTINTAS SAVYBES SU RIBOTA TURIMA EKSPERIMENTINE INFORMACIJA, BUS GALIMA PATOBULINTI CITUOJAMAS TEORIJAS IR MODELIUS, SIEKIANT KIEKYBINIO CO2 SURINKIMO IR SAUGOJIMO PROCESŲ SISTEMŲ VEIKSMINGUMO. (Lithuanian)
17 August 2022
0 references
HIDRATI I PLINSKE CLATRATES DANAS SU VRLO AKTIVNO ISTRAŽIVAČKO PODRUČJE IZ MNOGO RAZLOGA. NAJOČITIJA JE OGROMNA KOLIČINA PRIRODNOG PLINA KOJA JE OTKRIVENA ZAROBLJENA U LEŽIŠTIMA HIDRATA U OCEANSKIM DNIMA I PERMAFROSTU, ŠTO ZNAČI ENERGETSKI IZVOR ČIJA JE EKSPLOATACIJA NERAZVIJENI STRATEŠKI CILJ. MEĐUTIM, HIDRATI SU UKLJUČENI U MNOGE DRUGE PRIMJENE, A JEDNA OD NAJVAŽNIJIH JE NJIHOVA UPORABA U HVATANJU I SKLADIŠTENJU CO2. POZNATO JE DA SE SELEKTIVNOST HIDRATA RAZLIKUJE ZA RAZLIČITE PLINOVE, A EKSPERIMENTALNA ISTRAŽIVANJA POKAZALA SU DA UPORABA ADITIVA ILI NEKIH ORGANSKIH CLATRATES MOŽE BITI KORISNA ZA ODVAJANJE CO2 IZ INDUSTRIJSKIH OTPADNIH PLINOVA, NA PRIMJER. DRUGI RADOVI UKAZALI SU NA MOGUĆNOST ZAMJENE CH4 S CO2 U LEŽIŠTIMA PRIRODNIH HIDRATA, ČIME BI SE DOBILA DVOSTRUKA KORIST S OPTIMALNOM RAVNOTEŽOM OKOLIŠA. MEĐUTIM, RAZVOJ TIH PROCESA ZAHTIJEVA TEMELJITO POZNAVANJE HIDRATA, UKLJUČUJUĆI RAVNOTEŽU FAZA, TERMOPHSICAS I PRIJEVOZNA SVOJSTVA, TE DINAMIKU NUKLEACIJE I DISOCIJACIJE. TRENUTNO, POSTOJEĆE MOLEKULARNE TEORIJE SAMO USPIJEVAJU OPISATI NAJJEDNOSTAVNIJE HIDRATE, ŠTO JE NUŽNO ZA DETALJNO RAZUMIJEVANJE NJIHOVOG FIZIKALNO-KEMIJSKOG PONAŠANJA. OVIM SE PROJEKTOM PREDLAŽE DETALJNA TEORETSKA STUDIJA O HIDRATIMA, S NAGLASKOM NA SUSTAVE S POTENCIJALNOM PRIMJENOM NA HVATANJE I SKLADIŠTENJE CO2. TO UKLJUČUJE: I) MIJEŠANI HIDRATI CH4 I CO2, SUSTAV VRLO MALO PROUČAVAN DO DANAS, II) UČINAK ADITIVA TERMODINAMICOS IZ OBITELJI CIKLIČKIH ETERA, III) ORGANSKE CLATRATES DRUGIH MOLEKULA KAO ŠTO JE HIDROKINON, S VELIKOM SELEKTIVNOŠĆU NA CO2. PREDLOŽENA STRATEGIJA KOMBINIRA TRI TEORETSKA PRISTUPA, KOJI PREDSTAVLJAJU RAZLIČITE RAZINE IZRAČUNA OD TERMODINAMIKE MACROSCOPICA DO ATOMSKIH KVANTNIH IZRAČUNA, TE ČINE NAJNAPREDNIJE POSTOJEĆE ALATE KOJI SE PRIMJENJUJU NA PODRUČJE HIDRATA. PRVI KORAK JE MOLEKULARNE DRŽAVNE JEDNADŽBE, KORISTEĆI SAFT MODEL KAO REFERENCU, U KOMBINACIJI S VAN DER WAALS PLATTEEUW’S APROKSIMACIJA ZA DOBIVANJE PROCJENE RAVNOTEŽE FAZE. ZATIM ĆE SE IZVRŠITI IZRAČUNI MOLEKULARNE DINAMIKE KAKO BI SE PROCIJENILI RAZLIČITI MOLEKULARNI MODELI PREDLOŽENI ZA UKLJUČENE VRSTE, TRAŽEĆI KVANTITATIVAN OPIS FAZNE RAVNOTEŽE, TERMOPHSICAS I PRIJEVOZNIH SVOJSTAVA. KONAČNO, QUANTIC AB INITIO IZRAČUNI ĆE SE IZVODITI POMOĆU TEORIJE FUNKCIONALNE GUSTOĆE KAKO BI SE DOBIO PRECIZAN INFORMATIONLN O MIKROSKOPSKIM DETALJIMA KAO ŠTO SU STRUKTURA, PRIRODA INTERMOLEKULARNIH INTERAKCIJA, DIFUZIJA, RAMAN I INFRACRVENI SPEKTAR. KOMBINACIJA OVIH TEHNIKA PRUŽA, KAO ŠTO JE PRIKAZANO U NAŠIM PRELIMINARNIM STUDIJAMA ZA JEDNOSTAVNE HIDRATE, POBOLJŠANO RAZUMIJEVANJE FIZIKE TIH SUSTAVA, ŠTO ČESTO NIJE DOSTUPNO EKSPERIMENTALNO ZBOG RAZMJERA UDALJENOSTI I VREMENA KOJI SU UKLJUČENI. USPOREDBOM PROCIJENJENIH SVOJSTAVA S OGRANIČENIM DOSTUPNIM EKSPERIMENTALNIM INFORMACIJAMA PRIDONIJET ĆE SE POBOLJŠANJU NAVEDENIH TEORIJA I MODELA, TRAŽEĆI KVANTITATIVNU UČINKOVITOST SUSTAVA UKLJUČENIH U POSTUPKE HVATANJA I SKLADIŠTENJA CO2. (Croatian)
17 August 2022
0 references
HYDRATER OCH GAS CLATRATES REPRESENTERAR ETT MYCKET AKTIVT FORSKNINGSOMRÅDE IDAG AV MÅNGA ANLEDNINGAR. DEN MEST UPPENBARA ÄR DEN ENORMA MÄNGD NATURGAS SOM HAR UPPTÄCKTS FÅNGAD I HYDRATFYNDIGHETER I HAVSBOTTNEN OCH PERMAFROST, VILKET INNEBÄR EN ENERGIKÄLLA VARS EXPLOATERING ÄR ETT OUTVECKLAT STRATEGISKT MÅL. HYDRATER ÄR DOCK INVOLVERADE I MÅNGA ANDRA TILLÄMPNINGAR, OCH EN AV DE VIKTIGASTE ÄR DERAS ANVÄNDNING VID AVSKILJNING OCH LAGRING AV KOLDIOXID. DET ÄR VÄL KÄNT ATT HYDRATERS SELEKTIVITET SKILJER SIG ÅT FÖR OLIKA GASER, OCH EXPERIMENTELLA STUDIER HAR VISAT ATT ANVÄNDNINGEN AV TILLSATSER ELLER VISSA ORGANISKA CLATRATES KAN VARA ANVÄNDBAR FÖR AVSKILJNING AV CO2 FRÅN INDUSTRIUTSLÄPPSGASER, TILL EXEMPEL. ANDRA ARBETEN HAR PEKAT PÅ MÖJLIGHETEN ATT ERSÄTTA CH4 MED KOLDIOXID I NATURLIGA HYDRATAVLAGRINGAR, VILKET GER EN DUBBEL FÖRDEL MED EN OPTIMAL MILJÖBALANS. UTVECKLINGEN AV DESSA PROCESSER KRÄVER DOCK INGÅENDE KUNSKAPER OM HYDRATER, INKLUSIVE FASBALANS, TERMOPHSICAS OCH TRANSPORTEGENSKAPER, SAMT KÄRNNINGS- OCH DISSOCIATIONSDYNAMIK. FÖR NÄRVARANDE LYCKAS DE BEFINTLIGA MOLEKYLTEORIERNA BARA BESKRIVA DE ENKLASTE HYDRATERNA, EFTERSOM DE ÄR NÖDVÄNDIGA BIDRAG FÖR ATT I DETALJ FÖRSTÅ DERAS FYSIKALISK-KEMISKA BETEENDE. I DETTA PROJEKT FÖRESLÅS EN DETALJERAD TEORETISK STUDIE OM HYDRATER MED INRIKTNING PÅ SYSTEM MED POTENTIELL TILLÄMPNING PÅ AVSKILJNING OCH LAGRING AV KOLDIOXID. DETTA OMFATTAR FÖLJANDE: I) BLANDADE HYDRATER AV CH4 OCH CO2, ETT SYSTEM MYCKET LITE STUDERAT HITTILLS, II) EFFEKT AV TILLSATSER TERMODINAMICOS I FAMILJEN AV CYKLISKA ETRAR, III) ORGANISKA CLATRATES AV ANDRA MOLEKYLER SÅSOM HYDROKINON, MED STOR SELEKTIVITET PÅ CO2. DEN FÖRESLAGNA STRATEGIN KOMBINERAR TRE TEORETISKA METODER, SOM REPRESENTERAR OLIKA BERÄKNINGSNIVÅER FRÅN MACROSCOPICA TERMODYNAMIK TILL ATOMKVANTBERÄKNINGAR, OCH UTGÖR DE MEST AVANCERADE BEFINTLIGA VERKTYGEN SOM TILLÄMPAS PÅ HYDRATER. DET FÖRSTA STEGET ÄR MOLEKYLÄRA STATSEKVATIONER, DÄR SAFT-MODELLEN ANVÄNDS SOM REFERENS, I KOMBINATION MED VAN DER WAALS PLATTEEUW’S APPROXIMATION FÖR ATT FÅ FASJÄMHETSUPPSKATTNINGAR. DÄREFTER KOMMER MOLEKYLÄRA DYNAMISKA BERÄKNINGAR ATT UTFÖRAS FÖR ATT UTVÄRDERA DE OLIKA MOLEKYLÄRA MODELLER SOM FÖRESLÅS FÖR DE BERÖRDA ARTERNA OCH SÖKA EN KVANTITATIV BESKRIVNING AV FASBALANS, TERMOPHSICAS OCH TRANSPORTEGENSKAPER. SLUTLIGEN KOMMER QUANTIC AB INITIO BERÄKNINGAR ATT UTFÖRAS MED HJÄLP AV FUNKTIONELL DENSITET TEORI FÖR ATT FÅ EXAKT INFORMATIONLN PÅ MIKROSKOPISKA DETALJER SÅSOM STRUKTUR, NATUREN AV INTERMOLECULAR INTERAKTIONER, DIFFUSION, OCH RAMAN OCH INFRARÖD SPEKTRA. KOMBINATIONEN AV DESSA TEKNIKER GER, VILKET HAR VISATS I VÅRA PRELIMINÄRA STUDIER FÖR ENKLA HYDRATER, EN FÖRBÄTTRAD FÖRSTÅELSE AV FYSIKEN I DESSA SYSTEM, SOM OFTA INTE ÄR TILLGÄNGLIG EXPERIMENTELLT PÅ GRUND AV AVSTÅNDENS OCH TIDENS SKALOR. EN JÄMFÖRELSE AV DE UPPSKATTADE EGENSKAPERNA MED DEN BEGRÄNSADE EXPERIMENTELLA INFORMATION SOM FINNS TILLGÄNGLIG KOMMER ATT BIDRA TILL ATT FÖRFINA DE TEORIER OCH MODELLER SOM CITERAS OCH EFTERSTRÄVA KVANTITATIV EFFEKTIVITET I DE SYSTEM SOM ANVÄNDS FÖR AVSKILJNING OCH LAGRING AV KOLDIOXID. (Swedish)
17 August 2022
0 references
HIDRAȚII ȘI GAZELE CLATRATES REPREZINTĂ UN DOMENIU DE CERCETARE FOARTE ACTIV ASTĂZI DIN MAI MULTE MOTIVE. CEA MAI EVIDENTĂ ESTE CANTITATEA URIAȘĂ DE GAZE NATURALE CARE A FOST DESCOPERITĂ PRINS ÎN ZĂCĂMINTELE DE HIDRATARE DIN FUNDUL OCEANIC ȘI PERMAFROST, CEEA CE ÎNSEAMNĂ O SURSĂ ENERGETICĂ A CĂREI EXPLOATARE ESTE UN OBIECTIV STRATEGIC NEDEZVOLTAT. CU TOATE ACESTEA, HIDRAȚII SUNT IMPLICAȚI ÎN MULTE ALTE APLICAȚII, IAR UNA DINTRE CELE MAI IMPORTANTE ESTE UTILIZAREA LOR ÎN CAPTAREA ȘI STOCAREA CO2. ESTE BINE CUNOSCUT FAPTUL CĂ SELECTIVITATEA HIDRAȚILOR ESTE DIFERITĂ PENTRU DIFERITE GAZE, IAR STUDIILE EXPERIMENTALE AU ARĂTAT CĂ UTILIZAREA ADITIVILOR SAU A UNOR CLATRATES ORGANICE POATE FI UTILĂ PENTRU SEPARAREA CO2 DE GAZELE EFLUENȚILOR INDUSTRIALI, DE EXEMPLU. ALTE LUCRĂRI AU EVIDENȚIAT POSIBILITATEA ÎNLOCUIRII CH4 CU CO2 ÎN ZĂCĂMINTE NATURALE DE HIDRATARE, OBȚINÂND UN BENEFICIU DUBLU CU UN ECHILIBRU ECOLOGIC OPTIM. CU TOATE ACESTEA, DEZVOLTAREA ACESTOR PROCESE NECESITĂ O CUNOAȘTERE APROFUNDATĂ A HIDRAȚILOR, INCLUSIV ECHILIBRUL FAZELOR, TERMOPHSICAS ȘI PROPRIETĂȚILE DE TRANSPORT, PRECUM ȘI DINAMICA NUCLEAȚIEI ȘI DISOCIERII. ÎN PREZENT, TEORIILE MOLECULARE EXISTENTE REUȘESC DOAR SĂ DESCRIE CEI MAI SIMPLI HIDRAȚI, FIIND CONTRIBUȚIILE NECESARE PENTRU A ÎNȚELEGE ÎN DETALIU COMPORTAMENTUL LOR FIZICO-CHIMIC. ACEST PROIECT PROPUNE, ÎN ACEST SENS, UN STUDIU TEORETIC DETALIAT PRIVIND HIDRAȚII, CARE SĂ SE CONCENTREZE ASUPRA SISTEMELOR CU POTENȚIAL DE APLICARE A CAPTĂRII ȘI STOCĂRII CO2. PRINTRE ACESTEA SE NUMĂRĂ: I) HIDRAȚI AMESTECAȚI DE CH4 ȘI CO2, UN SISTEM FOARTE PUȚIN STUDIAT PÂNĂ ÎN PREZENT, II) EFECTUL ADITIVILOR TERMODINAMICOS DIN FAMILIA DE ETERI CICLICI, III) CLATRATES ORGANICE ALE ALTOR MOLECULE, CUM AR FI HIDROCHINONA, CU O MARE SELECTIVITATE ASUPRA CO2. STRATEGIA PROPUSĂ COMBINĂ TREI ABORDĂRI TEORETICE, REPREZENTÂND DIFERITE NIVELURI DE CALCUL DE LA TERMODINAMICA MACROSCOPICA LA CALCULE CUANTICE ATOMICE, ȘI CONSTITUIE CELE MAI AVANSATE INSTRUMENTE EXISTENTE APLICATE ÎN DOMENIUL HIDRAȚILOR. PRIMUL PAS ESTE ECUAȚIILE DE STARE MOLECULARĂ, FOLOSIND MODELUL SAFT CA REFERINȚĂ, COMBINATE CU APROXIMAREA LUI VAN DER WAALS PLATTEEUW PENTRU A OBȚINE ESTIMĂRI ALE ECHILIBRULUI DE FAZĂ. ÎN CONTINUARE, SE VOR EFECTUA CALCULE DE DINAMICĂ MOLECULARĂ, PENTRU A EVALUA DIFERITELE MODELE MOLECULARE PROPUSE PENTRU SPECIILE IMPLICATE, URMĂRINDU-SE O DESCRIERE CANTITATIVĂ A ECHILIBRULUI DE FAZĂ, TERMOPHSICAS ȘI A PROPRIETĂȚILOR DE TRANSPORT. ÎN CELE DIN URMĂ, CALCULELE INITIO QUANTIC AB VOR FI EFECTUATE FOLOSIND TEORIA DENSITĂȚII FUNCȚIONALE PENTRU A OBȚINE INFORMATIONLN PRECISE PE DETALII MICROSCOPICE, CUM AR FI STRUCTURA, NATURA INTERACȚIUNILOR INTERMOLECULARE, DIFUZIA ȘI SPECTRELE RAMAN ȘI INFRAROȘII. COMBINAȚIA ACESTOR TEHNICI OFERĂ, AȘA CUM S-A ARĂTAT ÎN STUDIILE NOASTRE PRELIMINARE PENTRU HIDRAȚI SIMPLI, O MAI BUNĂ ÎNȚELEGERE A FIZICII ACESTOR SISTEME, CARE ADESEA NU ESTE ACCESIBILĂ EXPERIMENTAL DIN CAUZA SCĂRILOR DE DISTANȚĂ ȘI TIMP IMPLICATE. COMPARAREA PROPRIETĂȚILOR ESTIMATE CU INFORMAȚIILE EXPERIMENTALE LIMITATE DISPONIBILE VA CONTRIBUI LA PERFECȚIONAREA TEORIILOR ȘI MODELELOR CITATE, URMĂRIND EFICIENȚA CANTITATIVĂ A SISTEMELOR IMPLICATE ÎN PROCESELE DE CAPTARE ȘI STOCARE A CO2. (Romanian)
17 August 2022
0 references
HIDRATE IN PLINSKE CLATRATES PREDSTAVLJAJO ZELO AKTIVNO RAZISKOVALNO PODROČJE DANES IZ ŠTEVILNIH RAZLOGOV. NAJBOLJ OČITNA JE OGROMNA KOLIČINA ZEMELJSKEGA PLINA, KI JE BILA ODKRITA V HIDRATNIH NAHAJALIŠČIH V OCEANSKIH DNAH IN PERMAFROSTU, KAR POMENI ENERGETSKI VIR, KATEREGA IZKORIŠČANJE JE NERAZVIT STRATEŠKI CILJ. VENDAR SO HIDRATE VKLJUČENI V ŠTEVILNE DRUGE NAMENE, MED NAJPOMEMBNEJŠIMI PA JE NJIHOVA UPORABA PRI ZAJEMANJU IN SHRANJEVANJU CO2. ZNANO JE, DA SE SELEKTIVNOST HIDRATOV RAZLIKUJE ZA RAZLIČNE PLINE, EKSPERIMENTALNE ŠTUDIJE PA SO POKAZALE, DA JE UPORABA DODATKOV ALI NEKATERIH ORGANSKIH CLATRATES LAHKO KORISTNA NA PRIMER ZA LOČEVANJE CO2 OD INDUSTRIJSKIH ODPADNIH PLINOV. DRUGA DELA SO OPOZORILA NA MOŽNOST ZAMENJAVE CH4 S CO2 V NARAVNIH NAHAJALIŠČIH HIDRATA, KAR BI PRINESLO DVOJNO KORIST Z OPTIMALNIM OKOLJSKIM RAVNOVESJEM. VENDAR PA RAZVOJ TEH PROCESOV ZAHTEVA TEMELJITO POZNAVANJE HIDRATOV, VKLJUČNO S FAZNIM RAVNOTEŽJEM, TERMOPHSICAS IN TRANSPORTNIMI LASTNOSTMI, TER DINAMIKO NUKLEACIJE IN DISOCIACIJE. TRENUTNO OBSTOJEČE MOLEKULARNE TEORIJE USPEVAJO LE OPISATI NAJPREPROSTEJŠE HIDRATE, SAJ SO POTREBNI PRISPEVKI ZA PODROBNO RAZUMEVANJE NJIHOVEGA FIZIKALNO-KEMIJSKEGA VEDENJA. TA PROJEKT V TEJ VRSTICI PREDLAGA PODROBNO TEORETIČNO ŠTUDIJO O HIDRATIH, KI BI SE OSREDOTOČILA NA SISTEME, KI BI SE LAHKO UPORABLJALI ZA ZAJEMANJE IN SHRANJEVANJE CO2. TO VKLJUČUJE: I) MEŠANI HIDRATI CH4 IN CO2, SISTEM, KI JE DO DANES ZELO MALO RAZISKAN, II) UČINEK ADITIVOV TERMODINAMICOS IZ DRUŽINE CIKLIČNIH ETROV, III) ORGANSKI KLATRATES DRUGIH MOLEKUL, KOT JE HIDROKINON, Z VELIKO SELEKTIVNOSTJO NA CO2. PREDLAGANA STRATEGIJA ZDRUŽUJE TRI TEORETIČNE PRISTOPE, KI PREDSTAVLJAJO RAZLIČNE RAVNI IZRAČUNA OD TERMODINAMIKE MACROSCOPICA DO ATOMSKIH KVANTNIH IZRAČUNOV, IN PREDSTAVLJAJO NAJNAPREDNEJŠA OBSTOJEČA ORODJA, KI SE UPORABLJAJO NA PODROČJU HIDRATOV. PRVI KORAK SO ENAČBE MOLEKULARNEGA STANJA, PRI KATERIH SE KOT REFERENCA UPORABLJA MODEL SAFT, KOMBINIRAN S PRIBLIŽKOM VAN DER WAALS PLATTEEUW’S ZA PRIDOBITEV FAZNIH OCEN RAVNOTEŽJA. NATO SE BODO IZVEDLI IZRAČUNI MOLEKULARNE DINAMIKE, DA BI OCENILI RAZLIČNE MOLEKULARNE MODELE, PREDLAGANE ZA ZADEVNO VRSTO, DA BI POISKALI KVANTITATIVEN OPIS FAZNEGA RAVNOVESJA, TERMOPHSICAS IN TRANSPORTNIH LASTNOSTI. NAZADNJE, IZRAČUNI QUANTIC AB INITIO BODO IZVEDENI Z UPORABO TEORIJE FUNKCIONALNE GOSTOTE, DA BI DOBILI NATANČNO INFORMATIONLN O MIKROSKOPSKIH PODROBNOSTIH, KOT SO STRUKTURA, NARAVA INTERMOLEKULARNIH INTERAKCIJ, DIFUZIJA TER RAMAN IN INFRARDEČI SPEKTRI. KOMBINACIJA TEH TEHNIK ZAGOTAVLJA, KOT SO POKAZALE NAŠE PREDHODNE ŠTUDIJE ZA PREPROSTE HIDRATE, BOLJŠE RAZUMEVANJE FIZIKE TEH SISTEMOV, KI POGOSTO NI EKSPERIMENTALNO DOSTOPNA ZARADI OBSEGA RAZDALJE IN ČASA. PRIMERJAVA OCENJENIH LASTNOSTI Z OMEJENIMI RAZPOLOŽLJIVIMI EKSPERIMENTALNIMI INFORMACIJAMI BO PRIPOMOGLA K IZBOLJŠANJU NAVEDENIH TEORIJ IN MODELOV, PRI ČEMER SE BO SKUŠALA DOSEČI KVANTITATIVNA UČINKOVITOST SISTEMOV, VKLJUČENIH V POSTOPKE ZAJEMANJA IN SHRANJEVANJA CO2. (Slovenian)
17 August 2022
0 references
HYDRATY I GAZ CLATRATES STANOWIĄ DZIŚ BARDZO AKTYWNY OBSZAR BADAWCZY Z WIELU POWODÓW. NAJBARDZIEJ OCZYWISTA JEST OGROMNA ILOŚĆ GAZU ZIEMNEGO, KTÓRA ZOSTAŁA ODKRYTA UWIĘZIONA W ZŁOŻACH HYDRAULIKI W DNIE OCEANÓW I WIECZNEJ ZMARZLINY, CO OZNACZA ŹRÓDŁO ENERGETYCZNE, KTÓREGO EKSPLOATACJA JEST NIEROZWINIĘTYM CELEM STRATEGICZNYM. JEDNAK HYDRATY SĄ ZAANGAŻOWANE W WIELE INNYCH ZASTOSOWAŃ, A JEDNYM Z NAJWAŻNIEJSZYCH JEST ICH WYKORZYSTANIE W WYCHWYTYWANIU I SKŁADOWANIU CO2. POWSZECHNIE WIADOMO, ŻE SELEKTYWNOŚĆ HYDRATÓW RÓŻNI SIĘ W PRZYPADKU RÓŻNYCH GAZÓW, A BADANIA EKSPERYMENTALNE WYKAZAŁY, ŻE STOSOWANIE DODATKÓW LUB NIEKTÓRYCH ORGANICZNYCH CLATRATES MOŻE BYĆ PRZYDATNE DO ODDZIELENIA CO2 OD GAZÓW ODPŁYWOWYCH PRZEMYSŁOWYCH. INNE PRACE WSKAZYWAŁY NA MOŻLIWOŚĆ ZASTĄPIENIA CH4 CO2 W NATURALNYCH ZŁOŻACH HYDRATOWYCH, UZYSKUJĄC PODWÓJNĄ KORZYŚĆ Z OPTYMALNĄ RÓWNOWAGĄ ŚRODOWISKOWĄ. ROZWÓJ TYCH PROCESÓW WYMAGA JEDNAK DOGŁĘBNEJ ZNAJOMOŚCI HYDRATÓW, W TYM RÓWNOWAGI FAZOWEJ, WŁAŚCIWOŚCI TERMOPHSICAS I TRANSPORTU ORAZ DYNAMIKI NUKLEACJI I DYSOCJACJI. OBECNIE ISTNIEJĄCE TEORIE MOLEKULARNE POTRAFIĄ JEDYNIE OPISAĆ NAJPROSTSZE HYDRATY, BĘDĄCE NIEZBĘDNYM WKŁADEM DO SZCZEGÓŁOWEGO ZROZUMIENIA ICH ZACHOWANIA FIZYKOCHEMICZNEGO. W RAMACH TEGO PROJEKTU PROPONUJE SIĘ SZCZEGÓŁOWE BADANIE TEORETYCZNE DOTYCZĄCE HYDRATÓW, KONCENTRUJĄCE SIĘ NA SYSTEMACH, KTÓRE MOGĄ BYĆ STOSOWANE DO WYCHWYTYWANIA I SKŁADOWANIA CO2. OBEJMUJE TO: I) MIESZANE HYDRATY CH4 I CO2, SYSTEM BARDZO MAŁO BADANY DO TEJ PORY, II) WPŁYW DODATKÓW TERMODINAMICOS Z RODZINY CYKLICZNYCH ETERÓW, III) ORGANICZNE KLATRATY INNYCH CZĄSTECZEK, TAKICH JAK HYDROCHINON, Z DUŻĄ SELEKTYWNOŚCIĄ NA CO2. PROPONOWANA STRATEGIA ŁĄCZY TRZY PODEJŚCIA TEORETYCZNE, REPREZENTUJĄCE RÓŻNE POZIOMY OBLICZEŃ OD TERMODYNAMIKI MACROSCOPICA DO OBLICZEŃ KWANTOWYCH ATOMOWYCH, I STANOWIĄ NAJBARDZIEJ ZAAWANSOWANE ISTNIEJĄCE NARZĘDZIA STOSOWANE W DZIEDZINIE HYDRATÓW. PIERWSZYM KROKIEM SĄ RÓWNANIA STANU MOLEKULARNEGO, WYKORZYSTUJĄCE MODEL SAFT JAKO ODNIESIENIE, W POŁĄCZENIU Z PRZYBLIŻENIEM VAN DER WAALS PLATTEEUW W CELU UZYSKANIA OSZACOWANIA RÓWNOWAGI FAZOWEJ. NASTĘPNIE ZOSTANĄ PRZEPROWADZONE OBLICZENIA DYNAMIKI MOLEKULARNEJ W CELU OCENY RÓŻNYCH MODELI MOLEKULARNYCH PROPONOWANYCH DLA DANEGO GATUNKU, POSZUKUJĄC ILOŚCIOWEGO OPISU RÓWNOWAGI FAZOWEJ, TERMOPHSICAS I WŁAŚCIWOŚCI TRANSPORTOWYCH. WRESZCIE, OBLICZENIA QUANTIC AB INITIO BĘDĄ WYKONYWANE PRZY UŻYCIU TEORII GĘSTOŚCI FUNKCJONALNEJ W CELU UZYSKANIA DOKŁADNEGO INFORMATIONLN NA MIKROSKOPIJNYCH SZCZEGÓŁACH, TAKICH JAK STRUKTURA, CHARAKTER INTERAKCJI WEWNĄTRZCZĄSTECZKOWYCH, DYFUZJA ORAZ WIDMO RAMAN I PODCZERWIEŃ. POŁĄCZENIE TYCH TECHNIK ZAPEWNIA, JAK WYKAZANO W NASZYCH WSTĘPNYCH BADANIACH NAD PROSTYMI HYDRATAMI, LEPSZE ZROZUMIENIE FIZYKI TYCH SYSTEMÓW, KTÓRE CZĘSTO NIE JEST DOSTĘPNE EKSPERYMENTALNIE ZE WZGLĘDU NA SKALĘ ODLEGŁOŚCI I CZASU. PORÓWNANIE SZACOWANYCH WŁAŚCIWOŚCI Z OGRANICZONYMI DOSTĘPNYMI INFORMACJAMI EKSPERYMENTALNYMI POMOŻE UDOSKONALIĆ TEORIE I MODELE, DĄŻĄC DO ILOŚCIOWEJ EFEKTYWNOŚCI W SYSTEMACH ZAANGAŻOWANYCH W PROCESY WYCHWYTYWANIA I SKŁADOWANIA CO2. (Polish)
17 August 2022
0 references
Vigo
0 references
20 December 2023
0 references
Identifiers
FIS2015-68910-P
0 references