2023-06-252023-06-25https://tore.tuhh.de/handle/11420/16391Kohlendioxid-Emissionen durch Verbrennung fossiler Brennstoffe wird al sein wichtiger Beitrag zur Klimaänderung angesehen. Die CO2-Emissionen können durch CO2-Einfang aus dem Abgas von Kraftwerken durch Adsorption mit Zeolithen oder MOFs beträchtlich reduziert werden. Ein besonderes Problem stellt die starke Adsorption von Wasser in vielen nanoporösen Materialien dar. Ein prominentes Beispiel sind MOFs mit offenen Metallatomen. Ein Ziel des vorliegenden Antrags ist die numerische Untersuchung und Charakterisierung der Phänomene der Wasseradsorption in nanoporösen Materialien. Ein theoretisches Modell, um die Wasseradsorption in den Poren nanoporöser Materialien zu interpretieren, soll entwickelt werden, ebenso ein Modell für die Voraussage physikalischer Eigenschaften von Gasmischungen, die Wasser enthalten, in Nanoporen. Weiterhin soll das Modell parasitärer Energien so erweitert werden, dass auch wasserhaltige Gase behandelt werden können. Eine Datenbank parasitärer Energien für viele Adsorbentien soll zu einem vollwertigen, öffentlich zugänglichen Werkzeug einer Carbon Capture Plattform entwickelt werden. Um Adsorber/Desorber auslegen zu können, werden Selbstdiffusions- und Transportdiffusionskoeffizienten von Kraftwerksabgasmischungen in relevanten Zeolithen und MOFs berechnet. Abschließend soll ein technisches Konzept einer Gesamtanlage der adsorptiven CO2-Abtrennung entwickelt werden.Carbon dioxide emissions from fossil fuel combustion are considered a major contributor to climate change. The CO2 emission can be reduced considerably by post-combustion capture of CO2 adsorbed from power plant flue gas using zeolites or MOFs. A particular problem is the strong adsorption of water inside many nanoporous materials. Prominent examples are open metal site MOFs. One objective of the present proposal is to computationally study and characterize the water adsorption phenomena in nano-porous materials. A theoretical model to interpret the water adsorption behavior in the pores of nano-porous materials will be developed, also a working mixed-gas model to predict physical properties of water containing flue gases at various conditions inside nano-pores. Furthermore, the parasitic-energy model will be extended by including water. A parasitic energy look-up tool will be integrated into a full-fledged open source carbon capture platform. In order to design adsorbers/desorbers multi-component self-diffusion and transport-diffusion coefficients of the flue gas components and their mixtures will be calculated. Finally, a technical concept of a fuel carbon capture plant will be designed.