DE102022101205A1 - Verfahren zum Herstellen eines Stoffes zum Aufnehmen von Kohlendioxid aus atmosphärischer Luft, Stoff zum Aufnehmen von Kohlendioxid aus atmosphärischer Luft, Vorrichtung, Kraftfahrzeug - Google Patents

Verfahren zum Herstellen eines Stoffes zum Aufnehmen von Kohlendioxid aus atmosphärischer Luft, Stoff zum Aufnehmen von Kohlendioxid aus atmosphärischer Luft, Vorrichtung, Kraftfahrzeug Download PDF

Info

Publication number
DE102022101205A1
DE102022101205A1 DE102022101205.0A DE102022101205A DE102022101205A1 DE 102022101205 A1 DE102022101205 A1 DE 102022101205A1 DE 102022101205 A DE102022101205 A DE 102022101205A DE 102022101205 A1 DE102022101205 A1 DE 102022101205A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
mmo
atmospheric air
carbon dioxide
substance
end groups
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102022101205.0A
Other languages
English (en)
Inventor
Christine Schütz
Marc Rüggeberg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Priority to DE102022101205.0A priority Critical patent/DE102022101205A1/de
Priority to PCT/EP2023/051138 priority patent/WO2023139128A1/de
Publication of DE102022101205A1 publication Critical patent/DE102022101205A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/32—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
    • B01J20/3202—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the carrier, support or substrate used for impregnation or coating
    • B01J20/3206—Organic carriers, supports or substrates
    • B01J20/3208—Polymeric carriers, supports or substrates
    • B01J20/3212—Polymeric carriers, supports or substrates consisting of a polymer obtained by reactions otherwise than involving only carbon to carbon unsaturated bonds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/04—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of alkali metals, alkaline earth metals or magnesium
    • B01J20/041—Oxides or hydroxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/06—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising oxides or hydroxides of metals not provided for in group B01J20/04
    • B01J20/08—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising oxides or hydroxides of metals not provided for in group B01J20/04 comprising aluminium oxide or hydroxide; comprising bauxite
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/32—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
    • B01J20/3202—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the carrier, support or substrate used for impregnation or coating
    • B01J20/3204—Inorganic carriers, supports or substrates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/32—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
    • B01J20/3214—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the method for obtaining this coating or impregnating
    • B01J20/3225—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the method for obtaining this coating or impregnating involving a post-treatment of the coated or impregnated product
    • B01J20/3227—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the method for obtaining this coating or impregnating involving a post-treatment of the coated or impregnated product by end-capping, i.e. with or after the introduction of functional or ligand groups
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/32—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
    • B01J20/3231—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the coating or impregnating layer
    • B01J20/3242—Layers with a functional group, e.g. an affinity material, a ligand, a reactant or a complexing group
    • B01J20/3244—Non-macromolecular compounds
    • B01J20/3246—Non-macromolecular compounds having a well defined chemical structure
    • B01J20/3248—Non-macromolecular compounds having a well defined chemical structure the functional group or the linking, spacer or anchoring group as a whole comprising at least one type of heteroatom selected from a nitrogen, oxygen or sulfur, these atoms not being part of the carrier as such
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/32—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
    • B01J20/3231—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the coating or impregnating layer
    • B01J20/3242—Layers with a functional group, e.g. an affinity material, a ligand, a reactant or a complexing group
    • B01J20/3268—Macromolecular compounds
    • B01J20/3272—Polymers obtained by reactions otherwise than involving only carbon to carbon unsaturated bonds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/32—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
    • B01J20/3231—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the coating or impregnating layer
    • B01J20/3242—Layers with a functional group, e.g. an affinity material, a ligand, a reactant or a complexing group
    • B01J20/3268—Macromolecular compounds
    • B01J20/328—Polymers on the carrier being further modified
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B01D2253/112—Metals or metal compounds not provided for in B01D2253/104 or B01D2253/106
    • B01D2253/1124—Metal oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/50—Carbon oxides
    • B01D2257/504—Carbon dioxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/06—Polluted air

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Stoffes zum Aufnehmen von Kohlendioxid aus atmosphärischer Luft, umfassend:Verwenden eines Stoffes mit einem Kern und mit endständigen primären Amin-Endgruppen; undEpoxid-basiertes Endcappen der endständigen primären Amin-Endgruppen zu sekundären Amin-Endgruppen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines MMOs zum Aufnehmen von Kohlendioxid aus atmosphärischer Luft, ein MMO, eine Vorrichtung, und ein Kraftfahrzeug.
  • Zum Aufnehmen von Kohlendioxid aus Atmosphärenluft sind gemischte Metalloxide (MMO: mixed metal oxides) generell bekannt.
  • So beschreibt Shi et al. im Aufsatz „Sorbenten zur direkten Gewinnung von CO2 aus der Umgebungsluft“, erschienen in Angew. Chem. 2020, 132, S. 7048-7072, im Wiley-VCH Verlag, verschiedene Methoden des „direct air capture“ (DAC).
  • Das Produkt Lewatit VP OC 1065 der Firma LANXESS (s. Produktdatenblatt) ist bekannt als Divinylbenzol-vernetztes Polymer in Form kugelförmiger Perlen mit primären Aminogruppen, welches dafür geeignet ist atmosphärisches CO2 zu adsorbieren.
  • Die wissenschaftliche Publikation „Efficient CO2 capture from ambient air with aminefunctionalized Mg-Al mixed metal oxides“ von Zhu et al., erschienen in J. Mater. Chem. A, 2020, 8, S. 16421-16428 beschreibt Amin-funktionalisierte MMOs. Die enthalten jedoch primäre endständige Amine.
  • Ferner beschreibt die wissenschaftliche Publikation „Direct air capture (DAC) of CO2 using polyethylenimine (PEI) „snow“: a scalable strategy" von Xu et al., erschienen in Chem. Commun., 2020, 56, S. 7151-7154, ein Polyethylenimin, an welches CO2 binden kann. Xu et al. beschreibt jedoch nicht die Verwendung von MMOs.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Verfahren, ein MMO, eine Vorrichtung, und ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, der die oben genannten Nachteile wenigstens teilweise überwindet.
  • Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren nach Anspruch 1, das erfindungsgemäße MMO nach Anspruch 6, die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Anspruch 9, und das erfindungsgemäß Kraftfahrzeug nach Anspruch 10 gelöst.
  • Nach einem ersten Aspekt betrifft die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zum Herstellen eines Stoffes zum Aufnehmen von Kohlendioxid aus atmosphärischer Luft, umfassend:
    • Verwenden eines Stoffes mit einem Kern und mit endständigen primären Amin-Endgruppen; und
    • Epoxid-basiertes Endcappen der endständigen primären Amin-Endgruppen zu sekundären Amin-Endgruppen.
  • Nach einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Offenbarung einen Stoff zum Aufnehmen von Kohlendioxid aus atmosphärischer Luft, der endständige sekundäre Amine aufweist.
  • Nach einem dritten Aspekt betrifft die vorliegende Offenbarung eine Vorrichtung zum Auffangen von Kohlendioxid aus atmosphärischer Luft, umfassend einen Stoff nach dem zweiten Aspekt.
  • Nach einem vierten Aspekt betrifft die vorliegende Offenbarung ein Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung nach dem dritten Aspekt.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung.
  • Wie bereits beschrieben, sind DAC-geeignete Stoffe generell bekannt. Es wurde jedoch erkannt, dass bekannte MMOs schlechte Alterungseigenschaften haben können - durch die Verwendung endständiger primärer Amine. Deshalb wurde erkannt, dass MMOs, welche sekundäre Amin-Endgruppen aufweisen, bessere Alterungseigenschaften haben können und ferner zu einer besseren Energiebilanz führen können.
  • Deshalb betreffen manche Ausführungsbeispiele ein Verfahren zum Herstellen eines gemischten Metalloxides, MMO, zum Aufnehmen von Kohlendioxid aus atmosphärischer Luft, umfassend: Herstellen eines geschichteten MMOs, wobei das MMO endständige primäre Amin-Endgruppen aufweist; und Epoxid-basiertes Endcappen der endständigen Amin-primären Endgruppen des MMO zu sekundären Amin-Endgruppen.
  • Das gemischte Metalloxid (MMO) kann ein bekanntest MMO umfassen, wie zum Beispiel Mg-Al-CO3, wobei die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt ist. Allgemein können aus Hydroxiden hergestellte gemischte Metalloxide gemäß der vorliegenden Offenbarung verwendet werden, da diese eine effiziente Abscheidung von CO2 aus der Atmosphärenluft ermöglichen können.
  • Ein Adsorptionsmittel kann so hergestellt sein, dass es ferner Adsorptionsmaterialien umfasst, welche anstelle von oder MMO andere mesoporöse Materialien wie z.B. Silica (Siliciumdioxid), pyrogenes Silica (fumed Silica; pyrogene Kieselsäure), Zr-SBA-15, SBA-15, SBA-15 +, PEG (Polyethylenglykol), Silicafaser, PE-MCM-41, MFC, oder Aktivkohle umfassen.
  • Das nach dem offenbarungsgemäßen Verfahren hergestellte MMO kann dazu verwendet werden, Kohlendioxid aus atmosphärischer Luft aufzunehmen (bspw. Anwendbar für direct air captur (DAC)). Atmosphärische Luft meint dabei jedes Gasgemisch, in dem sich Luft befinden kann, und jedes Gasgemisch, das CO2 enthält. So kann ein nach dem vorliegenden Verfahren CO2 aus jeder Umgebung aufgenommen werden, wie zum Beispiel aus der Atmosphärenluft, aber auch aus Abgasen oder mit Abgasen angereicherter Atmosphärenluft, wie zum Beispiel einem Abgasstrang eines Fahrzeuges (Kraftfahrzeug, Schiff, Nutzfahrzeug, oder dergleichen) oder eines Flugzeuges, aus einer Abgasleitung eines Kraftwerks (das CO2 produziert), in einem Ansaugstrang (bspw. bei einem Turbolader), oder dergleichen.
  • Nach dem vorliegenden Verfahren kann ein geschichtetes MMO hergestellt werden, bspw. aus Hydroxiden, wie oben beschrieben. Das nach dem vorliegenden Verfahren hergestellte geschichtete MMO kann endständige primäre Amin-Endgruppen aufweisen, wobei diese nach dem vorliegenden Verfahren endgecappt werden können, bspw. basierend auf einem Epoxid, sodass die zuvor primären Amin-Endgruppen zu sekundären Amin-Endgruppe werden.
  • Das erhaltene MMO gemäß der vorliegenden Offenbarung kann eine längere Lebensdauer aufweisen als bekannte MMOs, da es weniger schnell altert. Ferner kann eine Reduktion einer Desorptionstemperatur erreicht werden, denn CO2 bindet, in manchen Ausführungsbeispielen, weniger stark an sekundäre Amin-Endgruppen als an primäre Amin-Endgruppen. Dies führt zu einer besseren Energiebilanz eines DAC-Prozesses (oder jedes anderen Prozesses, bei dem CO2 aufgenommen werden soll).
  • Es wurde erkannt, dass sekundäre Amine zu einer höheren Lebensdauer führen als primäre Amine, weswegen es erkannt wurde, dass die Lebensdauer des MMOs erhöht wird, wenn es endständig sekundäre Amingruppen aufweist.
  • Das Epoxid kann jedes Epoxid sein, das zum Endcappen geeignet ist, wie zum Beispiel (Poly-)Ethylenoxid, (Poly-)Propylenoxid, oder andere (Poly-)Alkaloidoxide, wobei die vorliegende Offenbarung nicht auf Alkaloidoxide beschränkt ist. Die Wahl des Epoxids kann davon abhängen, welche Endgruppen gecappt werden sollen.
  • Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt, dass Amin-Gruppen verwendet werden. Beispielsweise können Imidazol-Gruppen (zusätzlich oder alternativ zu Amin-Gruppen) verwendet und gecappt werden, wobei in solchen Ausführungsbeispielen ein anderes Epoxid vorgesehen sein kann.
  • Das Epoxid kann auch ein Gemisch aus verschiedenen Epoxiden sein.
  • Entsprechend umfasst das Epoxid, in manchen Ausführungsbeispielen, Ethylenoxid und/oder Propylenoxid umfasst.
  • Beispielsweise kann ein MMO-PEI (Polyethylen-Imin) verwendet werden, dessen endständigen Gruppen dann gecappt werden, wie hierin beschrieben.
  • Das PEI kann verzweigt sein oder auch linear. Wenn es verzweigt ist, kann ein höherer Anteil von Aminen pro Fläche erreicht werden, wodurch eine höhere Adsorptionskapazität erreicht werden kann.
  • Ferner wurde erkannt, dass die MMOs eine optimale spezifische Oberfläche für PEls bieten, sodass die Adsorptionskapazität weiter erhöht ist als bei bekannten MMOs für DAC.
  • In manchen Ausführungsbeispielen umfasst das MMO Mgn-Al-CO3 umfasst, wobei n indikativ ist für dein molares Verhältnis von Mg und AI.
  • Abhängig von der Konzentration des Epoxids und/oder eines zusätzlichen verwendeten Adsorptionsmaterials, kann eine Effizienz des MMOs durch das molare Verhältnis der Metalle im MMO weiter eingestellt werden, sodass eine maximale CO2-Aufnahmefähigkeit des MMOs erreicht wird.
  • In manchen Ausführungsbeispielen umfasst das Herstellen des geschichteten MMOs:
    • Verwenden eines MMO-Precursors;
    • Zugabe einer Laugenlösung und Spülen zum Erhalten von Nanosheets; und Calcinierung der Nanosheets.
  • Der MMO-Precursor kann aus einem Gemisch von Metallverbindungen bestehen. Beispielsweise, wenn das MMO Mgn-Al-CO3 umfasst, kann der MMO-Precursor (Mg(NO3)2*6H2O + Al(NO3)3*9H2O) umfassen. Solch ein MMO-Precursor kann mit Na2CO3 gemischt werden und der pH-Wert des Gemischs kann entsprechend eingestellt werden (bspw. auf 10).
  • Nachdem das Gemisch für einen angebrachten/vorbestimmten Zeitraum in dieser Lösung ausgesetzt war, kann es nötigenfalls danach gespült werden (bspw. mit deionisiertem Wasser und/oder Lösungsmittel). Nach anschließender Vakuumtrocknung können dann Nanosheets erhalten werden, welche calciniert werden können, um das MMO zu erhalten.
  • Beispielsweise kann eine AMOST-Methode verwendet werden, um das MMO herzustellen.
  • Manche Ausführungsbeispiele betreffen ein gemischtes Metalloxid, MMO, zum Aufnehmen von Kohlendioxid aus atmosphärischer Luft, wobei das MMO endständige sekundäre Amine aufweist, wie hierin beschrieben, welches beispielsweise mit einem Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung hergestellt ist.
  • In manchen Ausführungsbeispielen sind die endständigen sekundären Amine an Epoxid gebunden, welches an einen Metalloxidkern gebunden ist.
  • In manchen Ausführungsbeispielen umfasst das Epoxid Ethylenoxid und/oder Propylenoxid umfasst, wie hierin diskutiert.
  • Manche Ausführungsbeispiele betreffen eine Vorrichtung zum Auffangen von Kohlendioxid aus atmosphärischer Luft, umfassend ein MMO, wie hierin diskutiert, das bspw. nach einem Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung hergestellt ist.
  • Die Vorrichtung kann bspw. als Filter, DAC-Modul, oder dergleichen ausgestaltet sein und in verschiedenen Kontexten Anwendung finden, bspw. in einem Abgasstrang und/oder Ansaugstrang eines Kraftfahrzeugs, an einem Kraftwerk, in Städten, in der Natur, in der chemischen Industrie, in der CO2 als Nebenprodukt hergestellt wird (bspw. in Kombination mit Elektrolyse und Methanol-Synthese nach Reverse-Wassergas-Shift-Reaktion) oder dergleichen.
  • Manche Ausführungsbeispiele betreffen ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Vorrichtung zum Auffangen von atmosphärischer Luft, umfassend ein MMO gemäß der vorliegenden Offenbarung.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, in der:
    • 1 ein Blockdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen eines MMOs gemäß der vorliegenden Offenbarung zeigt; und
    • 2 schematisch ein Ausführungsbeispiel Kraftfahrzeugs zeigt, welches eine Vorrichtung zum Auffangen von atmosphärischer Luft gemäß der vorliegenden Offenbarung aufweist.
  • Ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens 1 zum Herstellen eines MMOs (oder allgemeine eines Stoffes, wie weiter unten beschrieben) gemäß der vorliegenden Offenbarung ist in 1 gezeigt.
  • In 2 wird ein Stoff verwendet, der einen Kern und endständige primäre Amin-Endgruppen aufweist, welches in diesem Ausführungsbeispiel umfasst, dass ein geschichtetes MMO hergestellt wird, wie hierin beschrieben.
  • In 3 werden die primären Amin-Endgruppen des Stoffes Epoxid-basiert gecappt, wie hierin beschrieben.
  • 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Kraftfahrzeugs 10 gemäß der vorliegenden Offenbarung. Das Kraftfahrzeug 10 weist eine Vorrichtung 11 auf, die einem Stoff zum Aufnehmen von Kohlendioxid gemäß der vorliegenden Offenbarung aufweist. Die Vorrichtung 11 ist in diesem Ausführungsbeispiel in einem Ansaugstrang eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt.
  • Manche Ausführungsbeispiele betreffen ein Verfahren zum Herstellen eines Stoffes zum Aufnehmen von Kohlendioxid aus atmosphärischer Luft, umfassend: Verwenden eines Stoffes mit einem Kern und mit endständigen primären Amin-Endgruppen; und Epoxid-basiertes Endcappen der endständigen primären Amin-Endgruppen zu sekundären Amin-Endgruppen, wie hierin beschrieben.
  • Das Verwenden kann auch ein Herstellen umfassen.
  • In manchen Ausführungsbeispielen umfasst das Epoxid Ethylenoxid und/oder Propylenoxid umfasst, wie hierin beschrieben.
  • In manchen Ausführungsbeispielen umfasst der Kern ein MMO oder Aktivkohle. In manchen Ausführungsbeispielen umfasst das MMO ein MMO-PEI.
  • Es wurde erkannt, dass Aktivkohle andere Wärmeleitfähigkeiten als beispielsweise ein MMO. Aktivkohle kann schneller warm werden und schneller abkühlen, sodass beim Verwenden von Aktivkohle möglicherweise nicht bei so hohen desorbiert werden muss.
  • Insgesamt hat Aktivkohle als Kern eine bessere Energiebilanz als bekannte Stoffe. Ferner wurde erkannt, dass Aktivkohle basisch oder sauer vorbehandelt werden könnte, sodass Alterungseigenschaften weiter verbessert werden könnten, da eine intermolekulare Wechselwirkung zwischen Aktivkohle und (beispielsweise) Polyethylenimin verbessert sein kann im Hinblick auf die Alterung.
  • In manchen Ausführungsbeispielen umfasst das MMO Mgn-Al-CO3 umfasst, wobei n indikativ ist für dein molares Verhältnis von Mg und Al, wie hierin beschrieben.
  • Manchen Ausführungsbeispiele betreffen einen Stoff zum Aufnehmen von Kohlendioxid aus atmosphärischer Luft, der endständige sekundäre Amine aufweist, wie hierin beschrieben. In manchen Ausführungsbeispielen sind die endständigen sekundären Amine an Epoxid gebunden, das an einen Kern gebunden ist, wie hierin beschrieben. In manchen Ausführungsbeispielen umfasst das Epoxid Ethylenoxid und/oder Propylenoxid.
  • Manche Ausführungsbeispiele umfassen eine Vorrichtung zum Auffangen von Kohlendioxid aus atmosphärischer Luft, umfassend einen Stoff zum Auffangen von Kohlendioxid wie hierin beschrieben.
  • Manche Ausführungsbeispiele betreffen ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Vorrichtung zum Auffangen von Kohlendioxid aus atmosphärischer Luft, wie hierin beschrieben.
  • Die Anwendungen des MMOs zum Aufnehmen von CO2 aus atmosphärischer Luft sind ebenso anwendbar auf den allgemeineren Stoff, wie hierin beschrieben, der beispielsweise auch Aktivkohle umfassen kann, weswegen auf eine sich wiederholende Beschreibung der obigen Ausführungen an dieser Stelle verzichtet wird.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Verfahren zum Herstellen eines Stoffes
    2
    Verwenden eines Stoffes mit Kern und endständigen primären Amin-Endgruppen
    3
    Epoxid-basiertes Endcappen der endständigen primären Amin-Endgruppen des Stoffes
    10
    Kraftfahrzeug
    11
    Vorrichtung, welche einen Stoff zum Aufnehmen von Kohlendioxid aufweist
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • Xu et al., erschienen in Chem. Commun., 2020, 56, S. 7151-7154 [0006]

Claims (10)

  1. Verfahren zum Herstellen eines Stoffes zum Aufnehmen von Kohlendioxid aus atmosphärischer Luft, umfassend: Verwenden eines Stoffes mit einem Kern und mit endständigen primären Amin-Endgruppen; und Epoxid-basiertes Endcappen der endständigen primären Amin-Endgruppen zu sekundären Amin-Endgruppen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Epoxid Ethylenoxid und/oder Propylenoxid umfasst.
  3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Kern ein gemischtes Metalloxid, MMO, oder Aktivkohle umfasst.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das MMO Mgn-Al-CO3 umfasst, wobei n indikativ ist für dein molares Verhältnis von Mg und Al.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei das MMO ein MMO-Polyehtylenimin umfasst.
  6. Stoff zum Aufnehmen von Kohlendioxid aus atmosphärischer Luft, der endständige sekundäre Amine aufweist.
  7. Stoff nach Anspruch 6, wobei die endständigen sekundären Amine an Epoxid gebunden sind, das an einen Kern gebunden ist.
  8. Stoff nach Anspruch 6 oder 7, wobei das Epoxid Ethylenoxid und/oder Propylenoxid umfasst.
  9. Vorrichtung zum Auffangen von Kohlendioxid aus atmosphärischer Luft, umfassend einen Stoff nach einem der Ansprüche 6 bis 8.
  10. Kraftfahrzeug, umfassend eine Vorrichtung nach Anspruch 9.
DE102022101205.0A 2022-01-19 2022-01-19 Verfahren zum Herstellen eines Stoffes zum Aufnehmen von Kohlendioxid aus atmosphärischer Luft, Stoff zum Aufnehmen von Kohlendioxid aus atmosphärischer Luft, Vorrichtung, Kraftfahrzeug Pending DE102022101205A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022101205.0A DE102022101205A1 (de) 2022-01-19 2022-01-19 Verfahren zum Herstellen eines Stoffes zum Aufnehmen von Kohlendioxid aus atmosphärischer Luft, Stoff zum Aufnehmen von Kohlendioxid aus atmosphärischer Luft, Vorrichtung, Kraftfahrzeug
PCT/EP2023/051138 WO2023139128A1 (de) 2022-01-19 2023-01-18 Verfahren zum herstellen eines stoffes zum aufnehmen von kohlendioxid aus atmosphärischer luft, stoff zum aufnehmen von kohlendioxid aus atmosphärischer luft, vorrichtung, kraftfahrzeug

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022101205.0A DE102022101205A1 (de) 2022-01-19 2022-01-19 Verfahren zum Herstellen eines Stoffes zum Aufnehmen von Kohlendioxid aus atmosphärischer Luft, Stoff zum Aufnehmen von Kohlendioxid aus atmosphärischer Luft, Vorrichtung, Kraftfahrzeug

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102022101205A1 true DE102022101205A1 (de) 2023-07-20

Family

ID=85036263

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102022101205.0A Pending DE102022101205A1 (de) 2022-01-19 2022-01-19 Verfahren zum Herstellen eines Stoffes zum Aufnehmen von Kohlendioxid aus atmosphärischer Luft, Stoff zum Aufnehmen von Kohlendioxid aus atmosphärischer Luft, Vorrichtung, Kraftfahrzeug

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102022101205A1 (de)
WO (1) WO2023139128A1 (de)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180008958A1 (en) 2016-07-08 2018-01-11 Korea Advanced Institute Of Science And Technology Polymeric amine based carbon dioxide adsorbents
CN111821955A (zh) 2020-07-31 2020-10-27 武汉汇碳科技有限公司 一种用于co2吸附分离的复合材料及其制备方法
US11027256B2 (en) 2017-11-15 2021-06-08 Korea Advanced Institute Of Science And Technology Amine-based carbon dioxide adsorbent resistant to oxygen and sulfur dioxide and method of preparing the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180008958A1 (en) 2016-07-08 2018-01-11 Korea Advanced Institute Of Science And Technology Polymeric amine based carbon dioxide adsorbents
US11027256B2 (en) 2017-11-15 2021-06-08 Korea Advanced Institute Of Science And Technology Amine-based carbon dioxide adsorbent resistant to oxygen and sulfur dioxide and method of preparing the same
CN111821955A (zh) 2020-07-31 2020-10-27 武汉汇碳科技有限公司 一种用于co2吸附分离的复合材料及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Xu et al., erschienen in Chem. Commun., 2020, 56, S. 7151-7154

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023139128A1 (de) 2023-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102012211300B4 (de) Anwendung von porösen strukturierten organischen Filmen zur Gasaufnahme
EP3523516B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur abgasreinigung
DE19730292C1 (de) Anlage zur Entfernung gasförmiger organischer Stoffe aus der Luft
DE102011079809B4 (de) Klebstoff, aluminium-polyurethan-kompositmaterial und verfahren zur trennung eines aluminium-polyurethan-kompositmaterials
CN106693898B (zh) 一种掺杂度可控的多孔还原氧化石墨烯吸油材料及其制备方法
DE102014206081A1 (de) Filter
DE102015215088A1 (de) MOF-Silicium-Kohlenstoff-Komposit-Anodenmaterial
DE102011004240A1 (de) Vorrichtung zum Regenerieren einer Kohlendioxidabsorptionslösung
CN113426385B (zh) 一种炭气凝胶小球及其制备方法和作为重金属吸附材料的应用
DE102022101205A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines Stoffes zum Aufnehmen von Kohlendioxid aus atmosphärischer Luft, Stoff zum Aufnehmen von Kohlendioxid aus atmosphärischer Luft, Vorrichtung, Kraftfahrzeug
KR102138623B1 (ko) 나노셀룰로오스를 포함하는 중금속 제거용 복합 재료 및 이의 제조방법
DE102011010525A1 (de) Verfahren zur Reinigung von Biogas, Rauchgas oder Flüssigkeiten, Adsorbens dafür, Filter, sowie Verwendung des Adsorptionsmittels
DE10034399A1 (de) Brennstoffzellensystem mit Einrichtung zur Wasserrückgewinnung und Verfahren zum Betrieb eines solchen
CN110272034A (zh) 一种交联聚氨基酸基多孔碳材料的制备方法
KR102219442B1 (ko) 방사성 세슘 제거용 복합체 및 이의 제조방법
DE102018112454A1 (de) Vorrichtung zur Luftversorgung einer Brennstoffzelle
Samoilova et al. Chitin-based magnetic composite for the removal of contaminating substances from aqueous media
Prasad et al. An engineering scale study on radiation grafting of polymeric adsorbents for recovery of heavy metal ions from seawater
DE112020006424T5 (de) Zusammensetzungen, Verfahren und Systeme zum Abscheiden von Kohlendioxid aus einem Gasstrom
DE112020002779T5 (de) Modifiziertes poröses membranmaterial, verfahren ihrer herstellung und ein verfahren zur trennung der flüssigmembran von kohlendioxid
DE102014216377A1 (de) Luftentfeuchtungsvorrichtung für ein Batteriesystem
CN107583616A (zh) 一种吸附南极磷虾油中砷的方法
DE102020004542A1 (de) Verfahren zur Bindung, Transport, Reaktionsaktivierung, Umsatz, Speicherung und Freisetzung von wasserlöslichen Gasen
DE102021100545A1 (de) Verwendung eines global nutzbaren Energieträgers als Kraftstoff für ein Lastkraftfahrzeug oder einen Omnibus
DE202010009413U1 (de) Werkstoff zur Kohlenwasserstoffadsorption

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified