EP4466096A1 - 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

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EP4466096A1
EP4466096A1 EP23701348.7A EP23701348A EP4466096A1 EP 4466096 A1 EP4466096 A1 EP 4466096A1 EP 23701348 A EP23701348 A EP 23701348A EP 4466096 A1 EP4466096 A1 EP 4466096A1
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EP
European Patent Office
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mmo
atmospheric air
carbon dioxide
end groups
absorbing carbon
Prior art date
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EP23701348.7A
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English (en)
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Inventor
Christine SCHÜTZ
Marc Rüggeberg
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Original Assignee
Volkswagen AG
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Publication date
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    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2

Definitions

  • the invention relates to a method for manufacturing an MMO for capturing carbon dioxide from atmospheric air, an MMO, an apparatus, and an automobile.
  • MMO mixed metal oxides
  • the product Lewatit VP OC 1065 from LANXESS (see product data sheet) is known as a divinylbenzene-crosslinked polymer in the form of spherical beads with primary amino groups, which is suitable for adsorbing atmospheric CO2.
  • the object of the present invention is to provide a method, an MMO, a device, and a motor vehicle that at least partially overcomes the disadvantages mentioned above. This object is achieved by the method according to claim 1 according to the invention, the MMO according to claim 6 according to the invention, the device according to claim 9 according to the invention, and the motor vehicle according to claim 10 according to the invention.
  • the present disclosure relates to a method of making a material for scavenging carbon dioxide from atmospheric air, comprising: using a material having a core and terminated by primary amine end groups; and
  • Epoxy based endcapping of the terminal primary amine end groups to secondary amine end groups Epoxy based endcapping of the terminal primary amine end groups to secondary amine end groups.
  • the present disclosure relates to a material for scavenging carbon dioxide from atmospheric air that is terminated with secondary amines.
  • the present disclosure relates to an apparatus for capturing carbon dioxide from atmospheric air, comprising a substance according to the second aspect.
  • the present disclosure relates to a motor vehicle with a device according to the third aspect.
  • DAC-suitable substances are generally known.
  • known MMOs can have poor aging properties - due to the use of terminal primary amines. Therefore, it has been recognized that MMOs which have secondary amine end groups can have better aging properties and can also lead to a better energy balance.
  • some embodiments relate to a method for preparing a mixed metal oxide, MMO, for scavenging carbon dioxide from atmospheric air, comprising: preparing a layered MMO, wherein the MMO is terminated with primary amine end groups; and epoxy-based endcapping of the terminal amine primary endgroups of the MMO to secondary amine endgroups.
  • the mixed metal oxide (MMO) may include a well-known MMO such as Mg-Al-CO3, although the present disclosure is not limited thereto.
  • mixed metal oxides made from hydroxides can be used according to the present disclosure as these can enable efficient capture of CO2 from atmospheric air.
  • An adsorbent can be prepared so that it further comprises adsorption materials, which instead of or MMO other mesoporous materials such as silica (silica), fumed silica (fumed silica; fumed silica), Zr-SBA-15, SBA-15, SBA-15 +, PEG (polyethylene glycol), silica fiber, PE-MCM-41, MFC, or activated carbon.
  • adsorption materials which instead of or MMO other mesoporous materials such as silica (silica), fumed silica (fumed silica; fumed silica), Zr-SBA-15, SBA-15, SBA-15 +, PEG (polyethylene glycol), silica fiber, PE-MCM-41, MFC, or activated carbon.
  • the MMO produced according to the method according to the disclosure can be used to absorb carbon dioxide from atmospheric air (e.g. applicable for direct air capture (DAC)).
  • Atmospheric air means any gas mixture that can contain air and any gas mixture that contains CO2.
  • CO2 can be absorbed from any environment, such as from the atmospheric air, but also from exhaust gases or atmospheric air enriched with exhaust gases, such as an exhaust system of a vehicle (motor vehicle, ship, commercial vehicle, or the like) or an aircraft, from an exhaust pipe of a power plant (which produces CO2), in an intake system (e.g. in a turbocharger), or the like.
  • a layered MMO can be prepared, e.g. from hydroxides as described above.
  • the layered MMO prepared by the present process may be terminated with primary amine end groups, which may be endcapped by the present process, e.g. based on an epoxide, such that the previously primary amine end groups become secondary amine end groups.
  • the obtained MMO according to the present disclosure can have a longer lifetime than known MMOs because it ages less quickly. Furthermore, a reduction in a desorption temperature can be achieved because, in some exemplary embodiments, CO2 binds less strongly to secondary amine end groups than to primary amine end groups. This leads to a better energy balance of a DAC process (or any other process where CO2 is to be captured). It has been recognized that secondary amines lead to a longer lifetime than primary amines, which is why it has been recognized that the lifetime of the MMO is increased when it is terminated with secondary amine groups.
  • the epoxide may be any epoxide suitable for end-capping, such as (poly)ethylene oxide, (poly)propylene oxide, or other (poly)alkaloid oxides, although the present disclosure is not limited to alkaloid oxides.
  • the choice of epoxide can depend on which end groups are to be capped.
  • amine groups are not limited to using amine groups.
  • imidazole groups in addition to or as an alternative to amine groups
  • capped with a different epoxide being provided in such embodiments.
  • the epoxide can also be a mixture of different epoxides.
  • the epoxy comprises ethylene oxide and/or propylene oxide.
  • an MMO-PEI polyethylene imine
  • the PEI can be branched or linear. If it is branched, a higher proportion of amines per area can be achieved, allowing higher adsorption capacity to be achieved.
  • the MMOs offer an optimal specific surface area for PEIs, so that the adsorption capacity is further increased than in known MMOs for DAC.
  • the MMO comprises Mg n -Al-CO3, where n is indicative of the molar ratio of Mg and Al.
  • fabricating the layered MMO includes: using an MMO precursor;
  • the MMO precursor can consist of a mixture of metal compounds.
  • the MMO precursor may comprise (Mg(NOs)2*6H2O + Al(NOs)3*9H2O).
  • Such an MMO precursor can be mixed with Na2ÜO3 and the pH of the mixture can be adjusted accordingly (e.g. to 10).
  • an AMOST method can be used to create the MMO.
  • Some example embodiments relate to a mixed metal oxide, MMO, for scavenging carbon dioxide from atmospheric air, wherein the MMO is terminated with secondary amines, as described herein, made, for example, by a method according to the present disclosure.
  • MMO mixed metal oxide
  • the terminal secondary amines are attached to epoxide, which is bonded to a metal oxide core.
  • the epoxy includes ethylene oxide and/or propylene oxide, as discussed herein.
  • Some example embodiments relate to a device for capturing carbon dioxide from atmospheric air comprising an MMO as discussed herein, for example made by a method according to the present disclosure.
  • the device can be designed, for example, as a filter, DAC module, or the like, and can be used in various contexts, for example, in an exhaust line and/or Intake line of a motor vehicle, at a power plant, in cities, in nature, in the chemical industry in which CO2 is produced as a by-product (e.g. in combination with electrolysis and methanol synthesis after reverse water gas shift reaction) or the like.
  • Some example embodiments relate to a motor vehicle including an apparatus for collecting atmospheric air including an MMO according to the present disclosure.
  • FIG. 1 shows a block diagram of a method for manufacturing an MMO according to the present disclosure
  • FIG. 2 schematically shows an embodiment of an automotive vehicle having an apparatus for capturing atmospheric air according to the present disclosure.
  • FIG. 1 An embodiment of a method 1 for manufacturing an MMO (or generally a substance as described further below) according to the present disclosure is shown in FIG. 1 .
  • a material having a core and terminal primary amine end groups is used, which in this embodiment comprises preparing a layered MMO as described herein.
  • the primary amine end groups of the substance are epoxy-based capped as described herein.
  • the motor vehicle 10 includes an apparatus 11 including a material for absorbing carbon dioxide according to the present disclosure.
  • the device 11 is provided in an intake manifold of a motor vehicle.
  • Some example embodiments relate to a method of making a material for scavenging carbon dioxide from atmospheric air, comprising: using a material having a core and terminated by primary amine end groups; and epoxy-based endcapping the terminal primary amine end groups to secondary amine end groups as described herein.
  • Using may also include manufacturing.
  • the epoxy includes ethylene oxide and/or propylene oxide, as described herein.
  • the core includes an MMO or activated carbon.
  • the MMO includes an MMO PEI.
  • activated carbon has different thermal conductivities than, for example, an MMO. Activated charcoal can warm up faster and cool down faster, so using activated charcoal may not require desorbing at such high temperatures.
  • activated charcoal as a core has a better energy balance than known substances. Furthermore, it was recognized that activated carbon could be pre-treated in a basic or acidic manner, so that aging properties could be further improved since an intermolecular interaction between activated carbon and (for example) polyethyleneimine can be improved with regard to aging.
  • the MMO comprises Mg n -Al-CO3, where n is indicative of the molar ratio of Mg and Al as described herein.
  • Some example embodiments relate to a material for scavenging carbon dioxide from atmospheric air that is terminated with secondary amines, as described herein.
  • the terminal secondary amines are attached to epoxide attached to a nucleus as described herein.
  • the epoxy includes ethylene oxide and/or propylene oxide.
  • Some example embodiments include an apparatus for capturing carbon dioxide from atmospheric air, comprising a material for capturing carbon dioxide as described herein.
  • Some example embodiments relate to a motor vehicle comprising an apparatus for capturing carbon dioxide from atmospheric air as described herein.
  • the applications of the MMO for absorbing CO2 from atmospheric air are also applicable to the more general substance as described herein, which can also include activated carbon, for example, which is why a repeated description of the above explanations is dispensed with at this point.

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Abstract

Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren zum Herstellen Stoffes zum Äufnehmen 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 Ämin-Endgruppen zu sekundären Ämin-Endgruppen.

Description

Beschreibung
„Verfahren zum Herstellen eines Stoffes zum Aufnehmen von Kohlendioxid aus atmosphärischer Luft, Stoff zum Aufnehmen von Kohlendioxid aus atmosphärischer Luft, Vorrichtung, Kraftfahrzeug“
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 amine- functionalized Mg-AI 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- AI-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 PEIs bieten, sodass die Adsorptionskapazität weiter erhöht ist als bei bekannten MMOs für DAC.
In manchen Ausführungsbeispielen umfasst das MMO Mgn-AI-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-AI-CC>3 umfasst, kann der MMO-Precursor (Mg(NOs)2*6H2O + AI(NOs)3*9H2O) umfassen. Solch ein MMO-Precursor kann mit Na2ÜO3 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:
Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen eines MMOs gemäß der vorliegenden Offenbarung zeigt; und
Fig. 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 Fig. 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.
Fig. 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-AI-CO3 umfasst, wobei n indikativ ist für dein molares Verhältnis von Mg und AI, 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 Verfahren zum Herstellen eines Stoffes Verwenden eines Stoffes mit Kern und endständigen primären Amin-Endgruppen Epoxid-basiertes Endcappen der endständigen primären Amin-Endgruppen des Stoffes Kraftfahrzeug Vorrichtung, welche einen Stoff zum Aufnehmen von Kohlendioxid aufweist

Claims

Patentansprüche 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. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Epoxid Ethylenoxid und/oder Propylenoxid umfasst. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Kern ein gemischtes Metalloxid, MMO, oder Aktivkohle umfasst. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das MMO Mgn-AI-CO3 umfasst, wobei n indikativ ist für dein molares Verhältnis von Mg und AI. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei das MMO ein MMO-Polyehtylenimin umfasst. Stoff zum Aufnehmen von Kohlendioxid aus atmosphärischer Luft, der endständige sekundäre Amine aufweist. Stoff nach Anspruch 6, wobei die endständigen sekundären Amine an Epoxid gebunden sind, das an einen Kern gebunden ist. Stoff nach Anspruch 6 oder 7, wobei das Epoxid Ethylenoxid und/oder Propylenoxid umfasst. Vorrichtung zum Auffangen von Kohlendioxid aus atmosphärischer Luft, umfassend einen Stoff nach einem der Ansprüche 6 bis 8. Kraftfahrzeug, umfassend eine Vorrichtung nach Anspruch 9.
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