Podczas tego pakietu, zamierzamy zbadać karbonizaty wykorzystane w procesie FCDI

Nasz karbonizat sporo przeszedł podczas testów odsalania. Jako elektroda przepływowa stanowił zawiesinę w roztworze elektrolitu, dlatego oprócz naładowania jonami przeniesionymi z odsalanego diluatu, doświadczył efektów związanych z wymywaniem. Ponadto, reakcje elektrodowe towarzyszące procesowi FCDI prowadziły do zmiany pH roztworu elektrody, a w niektórych przypadkach najwyraźniej także do częściowego utlenienia karbonizatu. Wszystkie te zjawiska miały wpływ na właściwości karbonizatu – np. na chemię jego powierzchni oraz skład frakcji nieorganicznej.

Nadchodzi czas sprawdzenia, jak zmiany karbonizatu  podczas ładowania jonami Na⁺ lub Cl^– wpływają na proces jego zgazowania.

Nasz karbonizat (a) jest bogaty w frakcję nieorganiczną (b), na którą znacząco wpływa proces FCDI

W WP3 będziemy badać kinetykę zgazowania naszego karbonizatu za pomocą analizy termograwimetrycznej. Technika ta pozwala na ciągły pomiar masy próbki podczas jej termicznego rozkładu. Pierwsza pochodna (DTG) zarejestrowanej krzywej ubytku masy mówi nam o reaktywności badanego materiału. Zbieranie i analiza krzywych DTG przy różnych parametrach procesu, np. w warunkach izotermicznych w kilku temperaturach lub w warunkach nieizotermicznych przy różnych szybkościach ogrzewania, pozwalają na obliczenie stałych kinetycznych zgazowania.

WP3 rozpoczniemy od badań wstępnych w celu określenia najbardziej odpowiednich warunków zgazowania, a także metody analizy kinetycznej. Bierzemy pod uwagę m.in. metody izokonwersyjne lub metody oparte na modelach. Metody izokonwersyjne zakładają, że szybkość reakcji na określonym poziomie konwersji zależy tylko od temperatury i może być opisana jednym równaniem kinetycznym. Tymczasem w metodach opartych na modelach wykorzystuje się bardziej złożone obliczenia matematyczne, a następnie wybierany jest model najlepiej opisujący skomplikowany proces degradacji próbki. Lider WP3, Paulina Wienchol, użyje oprogramowania Kinetics NEO do optymalizacji metodologii naszej analizy kinetycznej.

Po dopracowaniu metodologii porównamy parametry kinetyczne świeżych i zużytych karbonizatów, aby ocenić, w jaki sposób proces dejonizacji wpłynął na nasze próbki.