The increase in atmospheric carbon dioxide has emerged as a global problem. Energy-efficient capture of carbon dioxide is a way to solve this problem, and among them, direct air capture (DAC) is a way to fundamentally reduce the level of carbon dioxide in the atmosphere. Direct air capture of carbon dioxide allows for the capture of carbon dioxide from mobile sources such as automobiles, trucks, and aircraft, as well as from large industrial facilities, which are fixed sources of emissions. The challenge is to selectively capture about 400 carbon dioxide molecules from 1 million gas molecules present in the atmosphere. In this study, we confirm how SBA-15 silica-polyethyleneimine (PEI) composites affect carbon dioxide adsorption performance depending on the structure of polyethyleneimine, and analyze the energy-efficient adsorption in direct air capture situations. It shows that the manufacture of an adsorbent that physically impregnates polyethyleneimine into SBA-15 silica is an easy method of manufacturing a carbon dioxide adsorbent under direct air collection conditions. Analysis of the SBA-15 silica-polyethyleneimine (PEI) composites prepared by the same method and the carbon dioxide isotherm suggests that the filling ratio of polyethyleneimine in the pore structure of silica is a method for efficient carbon dioxide adsorption.
대기 중 이산화탄소의 증가는 그 심각성이 전지구적 문제로써 대두되었다. 이산화탄소의 에너지 효율적인 포집은 이를 해결하기 위한 방안으로, 그 중에서도 직접 공기 포집(DAC)은 대기 중의 이산화 탄소 수준을 근본적으로 감소시킬 수 있는 방법이다. 이산화탄소의 직접 공기 포집은 고정식 배출원인 대규모 산업 시설뿐만 아니라, 자동차, 트럭 및 항공기와 같은 이동식 배출원에서도 이산화탄소를 포집 할 수 있도록 한다. 이를 위해 대기 중에 존재하는 100만 개 가스 분자에서 약 400개 이산화탄소 분자를 선택적으로 포집 하는 것이 도전 과제이다. 본 연구에서는 SBA-15 실리카-폴리에틸렌이민(PEI) 합성물이 폴리에틸렌이민의 구조에 따라 이산화탄소 흡착 성능에 어떠한 영향을 주는지 확인하고, 직접 공기 포집 상황에서 에너지 효율적인 흡착 방향에 대해 분석한다. 폴리에틸렌이민을 SBA-15 실리카에 물리적으로 함침시키는 흡착제의 제조가 직접 공기 포집 조건에서의 쉬운 이산화탄소 흡착제를 제작하는 방법임을 보여준다. 같은 방법에 의해 제작된 SBA-15 실리카-폴리에틸렌이민(PEI) 합성물의 분석 및 이산화탄소 등온선을 통해 실리카의 기공 구조 내 폴리에틸렌이민의 함침 비율이 효율적인 이산화탄소 흡착을 위한 방법임을 제시한다.
