Carbon neutrality requires carbon dioxide reduction technology and alternative green energy sources. Palygorskite is a clay mineral with a ribbon structure and possess a large surface area due to the nanoscale pore size. The clay mineral has been proposed as a potential material to capture carbon dioxide (CO2) and possibly to store eco-friendly hydrogen gas (H2). We report our preliminary results of grand canonical Monte Carlo (GCMC) simulations that investigated the adsorption isotherms and mechanisms of CO2 and H2 into palygorskite nanopores at room temperature. As the chemical potential of gas increased, the adsorbed amount of CO2 or H2 within the palygorskite nanopores increased. Compared to CO2, injection of H2 into palygorskite required higher energy. The mean squared displacement within palygorskite nanopores was much higher for H2 than for CO2, which is consistent with experiments. Our simulations found that CO2 molecules were arranged in a row in the nanopores, while H2 molecules showed highly disordered arrangement. This simulation method is promising for finding Earth materials suitable for CO2 capture and H2 storage and also expected to contribute to fundamental understanding of fluid-mineral interactions in the geological underground.
Smelting reduction of spent lithium-ion batteries results in metallic alloys, slag, and dust containing Li(I). Precipitation of Li2CO3 was performed using the synthetic leachate of the dust. Herein, the effects of the precipitant and addition of non-aqueous solvents on the precipitation of Li(I) were investigated. Na2CO3 was a more effective precipitating agent than (NH4)2CO3 owing to the hydrolysis reaction of dissolved ammonium and carbonate. The addition of acetone or ethanol improved the Li(I) precipitation percentage for both the precipitants. When using (NH4)2CO3, the Li(I) precipitation percentage increased at a solution pH of 12. Under the same conditions, the Li(I) precipitation percentage using Na2CO3 was much higher than that using (NH4)2CO3.
Oxidation behaviours of ash free coal (AFC), carbon, and H2 fuels were investigated with a coin type molten carbonate fuel cell. Because AFC has no electrical conductivity, its oxidation occurs via gasification to H2 and CO. An interesting behaviour of mass transfer resistance reduction at higher current density was observed. Since the anode reaction has the positive reaction order of H2, CO2 and H2O, the lack of CO2 and H2O from AFC results in a significant mass transfer resistance. However, the anode products of CO2 and H2O at higher current densities raise their partial pressure and mitigate the resistance. The addition of CO2 to AFC reduced the resistance sufficiently, thus the resistance reduction at higher current densities did not appear. Electrochemical impedance results also indicate that the addition of CO2 reduces mass transfer resistance. Carbon and H2 fuels without CO2 and H2O also show similar behaviour to AFC: mass transfer resistance is diminished by raising current density and adding CO2.
As the demand for fossil fuels continues to increase worldwide, carbon dioxide (CO2) concentration in the air has increased over the centuries. The way to reduce CO2 emissions to the atmosphere, carbon capture and sequestration (CCS) technology have been developed that can be applied to power plants and factories, which are primary emission sources. According to the climate change mitigation policy, direct air capture (DAC) in air, referred to as "negative emission" technology, has a low CO2 concentration of 0.04%, so it is focused on adsorbent research, unlike conventional CCS technology. In the DAC field, chemical adsorbents using CO2 absorption, solid absorbents, amine-functionalized materials, and ion exchange resins have been studied. Since the absorbent-based technology requires a high-temperature heat treatment process according to the absorbent regeneration, the membrane-based CO2 capture system has a great potential Membrane-based system is also expected for indoor CO2 ventilation systems and immediate CO2 supply to smart farming systems. CO2 capture efficiency should be improved through efficient process design and material performance improvement.
Development of Carbon Capture and Storage (CCS) technique is becoming increasingly important as a method to mitigate the strengthening effects of global warming, generated from the unprecedented increase in released anthropogenic CO2. In the recent years, the characteristics of basaltic rocks (i.e., large volume, high reactivity and surplus of cation components) have been recognized to be potentially favorable in facilitation of CCS; based on this, research on utilization of basaltic formations for underground CO2 storage is currently ongoing in various fields. This study investigated the feasibility of underground storage of CO2 in basalt, based on the examination of the CO2 storage mechanisms in subsurface, assessment of basalt characteristics, and review of the global research on basaltic CO2 storage. The global research examined were classified into experimental/modeling/field demonstration, based on the methods utilized. Experimental conditions used in research demonstrated temperatures ranging from 20 to 250 ℃, pressure ranging from 0.1 to 30 MPa, and the rock-fluid reaction time ranging from several hours to four years. Modeling research on basalt involved construction of models similar to the potential storage sites, with examination of changes in fluid dynamics and geochemical factors before and after CO2-fluid injection. The investigation demonstrated that basalt has large potential for CO2 storage, along with capacity for rapid mineralization reactions; these factors lessens the environmental constraints (i.e., temperature, pressure, and geological structures) generally required for CO2 storage. The success of major field demonstration projects, the CarbFix project and the Wallula project, indicate that basalt is promising geological formation to facilitate CCS. However, usage of basalt as storage formation requires additional conditions which must be carefully considered - mineralization mechanism can vary significantly depending on factors such as the basalt composition and injection zone properties: for instance, precipitation of carbonate and silicate minerals can reduce the injectivity into the formation. In addition, there is a risk of polluting the subsurface environment due to the combination of pressure increase and induced rock-CO2-fluid reactions upon injection. As dissolution of CO2 into fluids is required prior to injection, monitoring techniques different from conventional methods are needed. Hence, in order to facilitate efficient and stable underground storage of CO2 in basalt, it is necessary to select a suitable storage formation, accumulate various database of the field, and conduct systematic research utilizing experiments/modeling/field studies to develop comprehensive understanding of the potential storage site.
In this study, a mixed matrix membrane was prepared by varying the contents of GO and PEI-GO synthesized in PEBAX2533, and the permeation characteristics of N2 and CO2 were studied. The N2 and CO2 permeability of the PEBAX/GO mixed membrane decreased as the GO content increased, and showed the highest CO2/N2 selectivity of 58.9 at GO 0.3 wt%. For the PEBAX/PEI-GO mixed membrane, the N2 permeability decreased as the PEI-GO content increased, and the CO2 permeability showed a different trend according to the PEI-GO content. Overall, the CO2/N2 selectivity was higher than that of the PEBAX/GO mixed membrane. In particular, PEI-GO 0.3 wt% showed the highest CO2/N2 selectivity of 73.5 among the mixed membranes, and a positive result was obtained as it was located above the Robeson upper bound. This is believed to be due to the molecular sieving channel effect resulting from the original GO structure, the functional groups present in the structure of GO having affinity for CO2, and the effect of amine bound to PEI by modifying GO into PEI.
Proceedings of the Korean Institute of Building Construction Conference
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2016.10a
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pp.47-48
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2016
Mineral carbonation technology is a process whereby CO2 is chemically reacted with calcium-and/or magnesium-containing minerals to form stable carbonate materials. Add the Materials that could fix CO2 as mineral admixture to concrete can improve the anti-carbonation properties of concrete. This paper has carried on the literature research on the carbonated mechanism of Material that could fix carbon dioxide. Such as Brucite, 𝜞-C2S, Mg2SiO4, MgO, Ca3MgSi2O8. And summarizes the development of the development of this field.
Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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v.31
no.6
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pp.270-275
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2021
ZnO was synthesized according to the transformation behavior and crystallization conditions of Zn-intermediate obtained by zinc sulfate as a precursor and NaOH, Na2CO3 as a alkali agents. For ZnO crystallization, Zn4(OH)6SO4·H2O and Zn5(OH)6(CO3)2·H2O as a Zn-intermediate were calcined at 400℃ and 800℃ for 1 h, respectively, based on decomposition temperature from TGA. Zn4(OH)6SO4·H2O was confirmed to have mixed Zn4(OH)6SO4·H2O and ZnO at 400℃, and was completely thermally decomposed at 800℃ to form ZnO phase. The prepared Zn5(OH)6(CO3)2·H2O as a Zn-intermediate by the reaction with Na2CO3 was transformed to a complete ZnO crystallization over 400℃. Nano-sized ZnO can be synthesized at a relatively lower calcination temperature through the reaction with Na2CO3.
Yang, Keun Mo;Chun, Byeong Jo;Moon, Jeong Mi;Cho, Young Soo
Journal of The Korean Society of Clinical Toxicology
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v.17
no.2
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pp.86-93
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2019
Purpose: The objective was to determine the association between PaCO2 and adverse cardiovascular events (ACVEs) in carbon monoxide (CO)-poisoned patients. Methods: This retrospective study included 194 self-breathing patients after CO poisoning with an indication for hyperbaric oxygen therapy and available arterial blood gas analysis at presentation and 6 hours later. The baseline characteristics and clinical course during hospitalization were collected and compared. The mean PaCO2 during the first 6 hours after presentation was calculated. Results: The incidence rates of moderate (30 mmHg< PaCO2 <35 mmHg) or severe (PaCO2 ≤30 mmHg) hypocapnia at presentation after acute CO poisoning were 40.7% and 26.8%, respectively. The mean PaCO2 during the first 6 hours was 33 (31-36.7) mmHg. The incidence of ACVEs during hospitalization was 50.5%. A significant linear trend in the incidence of ACVEs was observed across the total ranges of PaCO2 variables. In multivariate regression analysis, mean PaCO2 was independently associated with ACVEs (OR 0.798 (95% CI 0.641-0.997)). Conclusion: Mean PaCO2 during the first 6 hours was associated with increased ACVEs. Given the high incidence of ACVEs and PaCO2 derangement and the observed association between PaCO2 and ACVEs, this study suggests that 1) PaCO2 should be monitored at the acute stage to predict and/or prevent ACVEs; and 2) further study is needed to validate this result and investigate early manipulation of PaCO2 as treatment.
Proceedings of the Korean Institute of Building Construction Conference
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2012.05a
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pp.215-216
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2012
Emissions of CO2 occur during the production of cement manufacturing process. During the production of clinker, limestone is mainly calcium carbonate, is heated to produce lime and CO2 as a by-product. It has a major problem, CO2 uptake is not considered in concrete carbonation, just focus in CO2 emission. This study is to develop a simulation model for CO2 uptakes in concrete structures based on carbonation reduction coefficient considering finishing materials. CO2 uptakes unit of concrete cubic meter is calculated by CO2 emissions unit of concrete materials and usage of concrete materials in mix proportion. From the simulation result, CO2 uptake ratios is 2.04 percent in carbonation models of concrete structure during 40 years.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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