Adsorption of Methane onto Microporous Activated Carbon in a Volumetric Storage System

A. A. Pribylov; Прибылов А. А.; A. A. Fomkin; Фомкин А. А.; A. V. Shkolin; Школин А. В.; I. E. Men’shchikov; Меньщиков И. Е.

doi:10.31857/S0044185622700073

Adsorption of Methane onto Microporous Activated Carbon in a Volumetric Storage System

Authors: Pribylov A.A.¹, Fomkin A.A.¹, Shkolin A.V.¹, Men’shchikov I.E.¹
Affiliations:
1. Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry, Russian Academy of Sciences, 119071, Moscow, Russia
Issue: Vol 59, No 1 (2023)
Pages: 17-21
Section: ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ НА МЕЖФАЗНЫХ ГРАНИЦАХ
URL: https://ruspoj.com/0044-1856/article/view/663806
DOI: https://doi.org/10.31857/S0044185622700073
EDN: https://elibrary.ru/PSYTGS
ID: 663806

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription Access

Abstract
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

ES-103(1) microporous carbon adsorbent with specific micropore volume W0 = 0.80 cm3/g and pore width Х0 = 1.32 nm was prepared by thermochemical activation of wood waste in Н3РО4 at 1173 K. The specific BET surface of the adsorbent was SBET = 2115 m2/g. At 303 K and 20 MPa, the methane-adsorption capacity of the adsorbent reached ~22 wt %. In the main region of micropore fillings, the differential molar isosteric heats of methane adsorption gradually dropped from ~16 to 12 kJ/mol. To increase the energy of methane adsorption, it is necessary to use systems that provide a possibility additionally to increase the energy of adsorption due to the energy of adsorbate associating in micropores. At a pressure of 10 MPa, the methane volumetric density in ES-103(1) adsorbent compacted with a binder achieved 200 m3(NTP)/m3.

Keywords

adsorption, carbon microporous adsorbent, methane, adsorption of natural gas, high pressures, thermodynamics of adsorption, theory of volume filling of micropores

References

Лавренченко Г.К. // Технические газы. 2006. № 5. С. 2.
Васильев Ю.Н., Гриценко А.И., Чириков К.Ю. Газозаправка транспорта. М.: “Недра”, 1995.
Майорец М., Симонов К. Сжиженный газ – будущее мировой энергетики. М.: Альпина Паблишер, 2013.
Защита атмосферы от промышленных загрязнений. Справочник / Под ред. Калверта А.С., Инглунда Г.М. М.: Металлургия, 1988.
Цивадзе А.Ю., Аксютин О.Е., Ишков А.Г., Меньщиков И.Е., Фомкин А.А., Школин А.В., Хозина Е.В., Грачев В.А. // Успехи химии. 2018. Т. 87. № 10. С. 950.
Shkolin A.V., Fomkin A.A., Tsivadze A.Yu., Anuchin K.M., Men’shchikov I.E., Pulin A.L. // Prot. Met. Phys. Chem. Surf. 2016. V. 52. № 6. P. 955.
Goetz V., Pupier O., Guillot A. // Adsorption. 2006. № 12. P. 55.
Стриженов Е.М., Фомкин А.А., Жердев А.А., Прибылов А.А. // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2012. Т. 48. № 6. С. 521.
Rios R.B., Silva F.W.M., Torres A.E.B., Azevedo D.C.S. et al. // Adsorption. 2009. V.15. № 3. P. 271.
MOVE: Methane Oppurtuities for Vehicular Energy. Advanced Research Projects Agency – Energy, U.S. Department of Energy: Washington, DC, 2012.
Меньщиков И.Е., Фомкин А.А., Школин А.В., Яковлев В.Ю., Хозина Е.В. // Известия Академии наук. Серия химическая. 2018. Т. 67. № 10. С. 1814.
Dubinin M.M. // Progress Surface Membrane Sci. 1975. V. 9. P. 1–70.
Грег С., Синг К. Адсорбция, удельная поверхность, пористость. М.: Мир, 1984.
Якубов Т.С., Шеховцова Л.Г., Прибылов А.А. // Изв. АН Сер. хим. 1995. № 12. С. 2381.
Толмачев А.М., Анучин К.М., Крюченкова Н.Г., Фомкин А.А. // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2011. Т. 47. № 2. С. 124.
Сычев В.В., Вассерман А.А., Загорученко В.А., Козлов А.Д., Спиридонов Г.А., Цымарный В.А. Термодинамические свойства метана М.: Издательство стандартов, 1979.
Прибылов А.А., Калашников С.М., Серпинский В.В. // Изв. АН СССР Сер. хим. 1990. № 6. С. 1233.
Fomkin A.A. // Adsorption. 2005. V. 11. № 3–4. P. 425.
Бакаев В.А. // Изв. АН СССР Сер. хим. 1971. № 2. С. 2648.
Школин А.В., Фомкин А.А. // Коллоидный журн. 2009. Т. 71. № 1. С. 116.