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
Título do programa e representação de família numa carrinha

CIÊNCIAS associa-se, uma vez mais, a esta iniciativa, promovendo várias atividades.

Banner Meredith Ringel Morris HCI for AGI

15 de julho, 14h00: CIÊNCIAS recebe Meredith R. Morris, Diretora de Investigação em Interacção Humano-IA na Google DeepMind e Professora Afiliada na Universidade de Washington, para uma palestra imperdível sobre um dos temas mais debatidos e transformadores da atualidade: o caminho rumo à Inteligência Artificial Geral (AGI).

Título e datas do programa de estágios

Preparados para explorar a investigação de perto?

Águas subterrâneas

Curso acreditado para efeitos de progressão na carreira dos professores na dimensão cientifico-pedagógica dos grupos 420 e 520.

Um workshop com o objetivo de reunir académicos que abordam a história da ecologia - e a evolução da própria disciplina - a partir de uma variedade de perspetivas.

Cardume

Seminário no âmbito do Doutoramento em Ciências do Mar, por Inês Pereira.

Pormenor de mecanismo de relógio

Concerto no âmbito do programa Música na Universidade de Lisboa.

Orquestra

Concerto no âmbito do programa Música na Universidade de Lisboa.

Banner Ser Cientista

A 10.ª edição do Ser Cientista realiza-se entre 21 e 25 de julho - vem investigar connosco!

Título e data da iniciativa

A iniciativa conta com a participação do MARE - Centro de Ciências do Mar e do Ambiente e do LASIGE Computer Science and Engineering Research Centre.

Aluna a utilizar um computador portátil

A Escola Doutoral Unite! Widening visa apoiar diretamente estudantes de doutoramento que realizem investigação numa das quatro áreas estratégicas selecionadas pelo projeto - as candidaturas decorrem até 26 de julho.

Pormenor de lâmpada

Candidaturas a decorrer de 01 a 30 de setembro.

Microplásticos no ocerano

O curso procura dar formação sobre a problemática da contaminação por detritos de plástico dos nossos ecossistemas, bem como alertar para os potenciais efeitos deletérios nos organismos, utilizando uma abordagem de ensino científico, com um discurso adequado a formandos sem formação científica - candidaturas até 03 de agosto.

Logótipo do evento, sobre fotografia dos Açores

Um simpósio internacional que reúne investigadores especializados em várias disciplinas (taxonomia, ecologia da vegetação, biogeografia, filogeografia, paleoecologia ou conservação da biodiversidade), focados na flora e vegetação terrestre e marinha da região da Macaronésia (Açores, Madeira, Selvagens, Canárias e Cabo Verde).

Quatro investigadores num laboratório

O curso visa capacitar investigadores, docentes e técnicos para integrar os princípios da economia circular em ambientes laboratoriais académicos - candidaturas até 16 de setembro.

Três investigadores num laboratório

O curso visa capacitar profissionais para aplicar os princípios da economia circular em ambientes laboratoriais industriais, promovendo práticas sustentáveis e eficientes - candidaturas até 17 de setembro.

Composição de imagens relativas à área das ciências forenses

O curso visa dotar os formandos com os conhecimento necessários à integração de equipas profissionais multidisciplinares nas áreas Médico-Legais e Forenses, em Laboratórios ou Serviços Médico-Legais e Forenses - candidaturas até 27 de julho.

Logótipo do evento

Um evento promovido pelo Departamento de Física da Faculdade de Ciências da ULisboa, com um duplo objetivo: valorizar a diversidade e excelência da formação dos doutorados e promover um espaço de diálogo direto entre empresas e estudantes.

Cientista a trabalhar com tubos de ensaio

Os participantes neste curso irão adquirir os conhecimentos essenciais à integração de equipas profissionais multidisciplinares na área das Análises Clínicas/Patologia Clínica, em laboratórios privados, públicos, hospitalares ou do Estado - candidaturas até 27 de julho.

Saída de campo (Geologia)

O curso, com candidaturas até 20 de julho, convida os professores do Ensino Básico e Secundário a explorar a Geologia a partir das rochas que afloram nas imediações da sua escola.

Gotas de água

O curso visa capacitar os formandos para a aplicação dos índices de qualidade ecológica utilizados na avaliação da qualidade ambiental em sistemas de transição, no âmbito da Diretiva Quadro da Água (DQA) - candidaturas até 31 de agosto.

Astronauta, banhado pela luz solar, no meio de uma floresta

Candidaturas até 30 de julho - um evento único, que reunirá estudantes de mestrado e doutoramento com investigadores e líderes da indústria de toda a Europa para uma experiência inesquecível.

Lupa e caneta sobre página com texto e gráfico

O curso visa dar formação inicial a estudantes de pós-graduação sobre o processo de escrita, submissão e publicação de trabalhos científicos, focando principalmente a publicação de artigos científicos em revistas internacionais com revisão por pares.

Iconografia relacionada com a temática do curso

O curso fornece uma exploração aprofundada de isótopos estáveis como uma ferramenta valiosa em Ecologia, usando assinaturas isotópicas para rastrear processos ecológicos e revelando insights sobre o ciclo de nutrientes e água, interações de espécies e condições ambientais em diversos ecossistemas e comunidades.

Composição de três imagens relativas à área da deteção remota

2.ª edição do curso, com candidaturas até 18 de outubro.

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