通过钾碳酸盐掺杂活性碳提高直接空气捕集效率
材料科学
2025-10-09 v1
摘要
直接从大气中捕集二氧化碳（CO）是缓解大气 CO 水平上升最具前景的策略之一。尽管存在各种技术，但使用多孔材料进行吸附是从潮湿环境中提取 CO 的可行方法。然而，识别最佳吸附材料 remains 一个重大挑战。此外，现有材料可以通过掺杂具有气体捕获活性的活性物种来提高性能，这是一个相对未被充分探索的领域。本研究进行原子分子模拟，以探讨 CO 和水在真实活性碳模型中的吸附、结构和能量属性。我们首先分析了显式考虑含功能基的表面的影响，旨在模拟实验样品的化学环境。此外，我们在吸附剂的孔道中引入钾碳酸盐，以评估其对 CO 和水吸附的影响。我们的结果表明，功能基和钾碳酸盐均可提高吸附，主要通过将吸附起始压力移至更低值来实现。具体而言，钾碳酸盐簇作为 CO 和水的额外吸附位点，促进水分子核化，并促进活性碳孔道中氢键网络的形成。
引用
@article{arxiv.2510.06400,
title = {Enhancing Direct Air Capture through Potassium Carbonate Doping of Activated Carbons},
author = {N. van Dongen and A. J. F. van Hoof and S. Calero and J. M. Vicent-Luna},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.06400},
year = {2025}
}