DQB Talks

Gasification of carbon and CO2 into CO at low vacuum through combined plasma and heating exposure

Sala 8.2.30, Ciências ULisboa

Por Edwin J. Devid (Dutch Institute for Fundamental Energy Research - DIFFER).

Host: Paulo Martinho.

Atmospheric CO2 concentrations still continue to rise in 2020 [1] and are threatening the goals of the Paris Agreement [2]. By activating CO2 through plasma, CO2 is reduced into CO where CO is not only a high-value chemical for the chemical industry but also allow to store renewable electricity into chemical energy via an intermittent way at the cost of CO2 consumption. Currently, mere CO2 dissociation through non-thermal inductively coupled Radio Frequency (RF) plasma is not economically viable to obtain both high CO2 conversion and energy recovery efficiencies [3,4].

In this experiment, CO2 dissociation by plasma is assisted by the co-reactant carbon. Through this co-reactant, additional processes will take place that aids the CO2 dissociation into CO. In low vacuum (~1.3 mbar CO2), carbon is heated (till 1000 K, in a quartz tray) while being exposed to CO2 plasma. This process gives increased yields of CO where O2 gas is consumed by the dominating process: 2C + O2 –> 2 CO. No evidence of the gas phase back reaction CO + 1/2O2 –> CO2 is observed. By usage of isotopic carbon13 and modeling of the mass spectrometric data, the different processes operating (i.e. 2C + O2 –> 2 CO versus CO2 –> CO + 1/2O2 and CO2 + C –> 2 CO) are disentangled. Under a buildup ~1.3 mbar CO2 atmosphere plus combined plasma and heat exposure upon the carbon gives, with increasing temperature a steeply rising of emitted CO at the cost of declining O2 and CO2. From the isotopic carbon is determined that after plasma and heat exposure: the surface color, surface area and pore volume has been changed. In addition the sample mass is reduced (carbon consumption up to 36% gravimetrically), confirming that carbon is consumed.

This potentially opens a new way toward O2 removal during CO2 dissociation processes by combining plasma with heating of carbon to generate a clean CO2/CO stream. If the carbon is of a biogenic origin, the process as a whole is sustainable and fossil free CO is generated. Other additional processes that aid to further increase the CO yield (like reverse Boudouard reaction: CO2 + C –> 2 CO) help to find ways for industry to reach higher CO yields by both increasing the CO2 conversion and the consumption of O2 through the presence of carbon via non-thermal plasma.

References:
[1] IPCC, 2022: Climate Change 2022: Mitigation of Climate Change., P. R. Shukla et al.]. Cambridge University Press, Cambridge, UK and New York, NY, USA.
[2] C. Streck et al., Journal for European Environmental & Planning Law, (2016). 13. 3-29.
[3] R. Snoeckx and A. Bogaert, Chem. Soc. Rev., 46, (2017).
[4] Wolf, A. J. et al., The Journal of Physical Chemistry C, 124, 31, (2020), 16806-16819

11h00-12h00
Departamento de Química e Bioquímica | Ciências ULisboa

Sessão com a participação de membros de CIÊNCIAS.

PL@LX meetings brings together researchers and engineers working in the fields of programming languages, verification and developer experience.

Seminário "Ásia-Europa, 1500-1800", por Joana Fraga (ICS-ULisboa).

Título/data/local do evento e fotografia de barragem

Concerto pelo Coro de Câmara da Universidade de Lisboa (CCUL) da Associação Coral da Universidade de Lisboa (ACUL), e que integra a iniciativa Música na Universidade de Lisboa.

Por João Luís Cordovil (Ciências ULisboa).

O evento, que conta com a participação do CIUHCT, terá a participação, entre outros, do matemático e historiador da matemática Professor Robin Wilson (Reino Unido) e do criador do primeiro museu de ciência dedicado inteiramente à matemática, Professor Albrecht Beutelspacher (Alemanha).

Seminário de Sistemas Dinâmicos, por Carlos Matheus (École Polytechnique, Paris).

Minicurso por Pedro M. Silva (Pós-doc - CEMS.UL).

Seminário de Lógica Matemática, por Pedro Pinto (Technische Universität Darmstadt).

Dois estudantes em frente a um computador

Uma iniciativa integrada no Projeto de Promoção de Sucesso e Redução de Abandono no Ensino Superior, com inscrições até 25 de janeiro.

Logótipo da ULisboa, título/data/local do evento e fotografia de professora e estudantes numa biblioteca

Workshop no âmbito do Programa de Promoção da Saúde Mental e do Bem-Estar na ULisboa.

Colóquio de Matemática, por Marko Stošić (Departamento de Matemática - Ciências ULisboa).

Conferência do Centro Interuniversitário de História das Ciências e da Tecnologia, por Robin Wilson (Open University; Gresham College, London).

Título/data/local do evento e fotografia de Jorge Moyano a tocar piano

Concerto de Jorge Moyano, no âmbito do programa Música na Universidade de Lisboa.

Seminário do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, por Santiago González Gaitán (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, CIÊNCIAS ULisboa).

2.ª edição do curso, com inscrições até 26 de janeiro.

Representação de ser humano a interagir com um computador portátil

Formação ministrada por Nuno Cruz Garcia (Ciências ULisboa).

2.ª edição do curso, com inscrições até 26 de janeiro.

Título/data/local do evento e fotografia de Vítor Cardoso

Prémio atribuído a Vítor Cardoso, Professor Catedrático no Departamento de Física do Instituto Superior Técnico da Universidade de Lisboa e Diretor do Centro de Gravidade do Instituto Niels Bohr da Universidade de Copenhaga, Dinamarca.

Título do curso e logótipo do CEAUL

Aprenda a organizar e analisar dados com foco na obtenção de soluções orientadas para a resolução de problemas.

Data/título do evento/frase "(Re)começa agora. É a tua vez!", sobre fotografia de balões de ar quente

(Re)começa agora. É a tua vez!

Com o Inverno já a deixar a sua marca nos ramos nus das árvores, é tempo também de as ajudarmos a crescer na Primavera que se seguirá!

Aumente o envolvimento e a colaboração dos alunos com uma solução de ensino e aprendizagem completa dentro do Moodle através do FeedbackFruits.

Logótipos CIÊNCIAS/CEAUL, indicação do título/data/orador e representação do cérebro humano

Participants will be introduced to using R in real life situations. From the start, this hands-on practical workshop will focus on following good programming and data analysis practices. 

Ação de formação para docentes e investigadores de CIÊNCIAS.

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