Projektförslag för kandidatarbete inom inst. Kemi och kemiteknik
och Biologi och bioteknik
Syrebärare och askor
Avdelningen för Energi och Material, Institutionen för Kemi och Kemiteknik, Chalmers tekniska högskola
Bakgrund
I IPCC (International Panel on Climate Change) rapport angående
möjligheterna att uppnå 1.5°C målet nämns att BECCS (Bio Energy with Carbon
Capture and Storage) är en av de absolut mest lovande metoderna för att fånga
in koldioxid och nå klimatmålet. I praktiken innebär BECCS att man förbränner
biomassa och utvinner energi, fångar in rökgaserna och separerar CO2
som sedan lagras i berggrunden istället för att släppas ut i atmosfären. Det
finns många metoder för att separera CO2, men de flesta kräver
mycket energi vilket gör att miljövinsterna blir mindre. En av de absolut mest
energieffektiva metoderna kallas ”kemcyklisk förbränning” (Chemical Looping
Combustion - CLC). Här efterliknas blodets energieffektiva system att separera
syre från luften med hjälp en så kallad syrebärare. Syrebäraren är vanligtvis
någon typ av metalloxid som kan oxideras i luft och fungera som ett
oxidationsmedel för ett bränsle, så som biomassa. Att denna syrebärare utför
detta är kritiskt för CLC på samma sätt som det är viktigt att vårat blod kan
transportera syre i våra kroppar.
Problembeskrivning
Vid förbränning av fasta bränslen, såsom kol och trä, blir det alltid kvar
en restprodukt av de oorganiska ämnena som kallas aska. Vad askan innehåller är
därför mycket beroende av vad det är för bränsle som används. Det som är
problematiskt med aska från biomassa är att det innehåller många ämnen som kan
påverka de viktiga syrebärarna i CLC, t.ex. K och P. För att få bukt med detta
problem brukar man använda billiga material som syrebärare som kan slängas
innan de förstörs helt av askan. Men det saknas en förståelse av hur olika
problematiska askelement reagerar med olika syrebärare. Några av de olika
syrebärarna som är av intresse är bland annat: ilmenit (järn-titan-malm som
används för bl.a. TiO2 tillverkning) samt LD slagg (restprodukt från
stålindustrin).
Nyckelord: Askkemi, Syrebärare, CLC, OCAC, Hållbarhet,
Förbränning
Genomförande /Viktiga moment/teknikinnehåll
1. Utföra experiment för att se skillnader i hur olika
askor interagerar med syrebärare.
2. Utföra experiment för att se hur blandningar av syrebärare interagerar
med föreningar vanliga i askor.
3. Identifiera med XRD (X-Ray Diffraction) och SEM-EDS (Scanning
Electron Microscopy – Energy Dispersive X-ray Spectroscopy) vilka ämnen som
uppstår vid interaktion mellan olika
syrebärare och askkomponenter i temperaturer relevanta vid förbränning
Speciella förkunskapskrav: Intresse för laborativ kemi.
Möjlig målgrupp: K, Kf, Bt, F & I (med kemiinriktning)
Gruppstorlek: 4-6 studenter
Förslagsställare/kontaktperson/huvudhandledare: Fredrik Hildor, Victor Purnomo, Henrik Leion,