الشروط المثلى للتخزين بالامتزاز

تمت دراسة تخزين الغازات في الممتزات المسامية، مثل الكربون النشط وأنابيب الكربون النانوية، هنا من منظور ديناميكي حراري من خلال دراسة دورة الامتزاز-الإزالة بالكامل. توفر النتائج معايير موضوعية ملموسة لتوجيه البحث عن الممتز "الكأس المقدسة"، حيث يتم تعظيم تسليم الامتزاز. يُظهر أن، لتخزين الهيدروجين عند درجة حرارة محيطة وتوصيل بين 30 و 1.5 بار ضغط، فإن تغيير إنثالبي الامتزاز للممتز المثالي هو 15.1 كيلوجول/مول. بالنسبة للكربونات، حيث يتراوح متوسط تغيير إنثالبي عادةً بين 5.8 كيلوجول/مول، يتم توقع درجة حرارة عملية مثالية تبلغ حوالي 115 كيلفن. بالنسبة للميثان، تم العثور على تغيير إنثالبي مثالي يبلغ 18.8 كيلوجول/مول، مع كون درجة الحرارة المثالية للكربونات 254 كيلفن. كما يظهر أن لتوصيل الغاز على أقصى تقدير، يجب أن يكون الممتز المثالي متجانساً، وأن إدخال عدم التجانس، مثل طحن الكرات أو الإشعاع، ووسائل أخرى، لا يمكن أن يوفر سوى زيادات صغيرة في تسليم متعلق بالفيزي adsorptio للهيدروجين. بالنسبة للميثان، يكون عدم التجانس دائماً ضاراً، بغض النظر عن قيمة متوسط تغيير إنثالبي الامتزاز. تم تأكيد هذه النتائج بمساعدة بيانات تجريبية من الأدبيات، بالإضافة إلى محاكاة مونت كارلو الشاملة التي تم إجراؤها هنا باستخدام نماذج مسامية للأنشطة الكربونية ونماذج ذرية لأنابيب الكربون النانوية. توضح المحاكاة أيضًا أن أنابيب الكربون النانوية لا تقدم ميزة كبيرة على الكربونات النشطة من حيث تحسين التسليم، عند استخدامها كوسائط تخزين للهيدروجين أو الميثان.