تحلیل عملکرد غشای نانوکامپوزیتی گرافنی در جداسازی دی اکسیدکربن از گازهای دور ریز نیروگاهی به کمک ابزار شبیه ساز دینامیک مولکولی

عمده ترین عامل افزایش آلودگی هوا در دهه ی گذشته، افزایش جمعیت جهانی بوده است. درواقع افزایش جمعیت، باعث بالا بردن مصرف سوخت های فسیلی از جمله زغال سنگ، نفت، گاز وبنزین شده است. در این میان، افزایش میزان انتشار گازهای گلخانه ای بویژه دی اکسید کربن، ازدغدغه های اصلی زیست محیطی در سالهای اخیر به شمار می رود. از بین انواع منابع صنعتی تولیدگازهای دی اکسیدکربن، نیروگاه های برق در رتبه بالایی قرار گرفته اند. لذا محققان در سالهای اخیر،توجه بسیاری بر روی حذف گازهای گلخانه ای از گازهای دودکش در نیروگاه ها داشته اند. بر اساسمطالعات انجام شده، یکی از راهکارهای مناسبی که نتایج قابل قبولی برای جداسازی گازهای گلخانه ایاز گازهای دور ریز نیروگاه ها داشته، فرایندهای غشایی می باشد. در میان انواع غشاها نیز، غشاهایغیر آلی عملکرد بهتری نشان داده اند. لذا هدف اصلی تحقیق حاضر، مطالعه و بررسی عملکرد غشاهاینانوکاپوزیتی گرافنی در جداسازی دی اکسیدکربن از گازهای دور ریز نیروگاه ها می باشد. برای اینمنظور، از ابزار شبیه سازی دینامیک مولکولی برای شبیه سازی ساختار و عملکرد غشای نانوکامپوزیتیگرافنی استفاده شده است. در این راستا از نسخه (20160106) نرم افزار Lammps به همراه نرم افزار VMD استفاده شده است. در این شبیه سازی تاثیر نوع حفرات غشای گرافنی بر روی میزان عبوردهی دی اکسید کربن و انتخاب پذیری (CO(2)/N(2 بررسی شده است. همچنین در این مطالعهنیروی واندروالس بین غشا و مخلوط گازی به صورت کیفی و اماری بررسی شده که نتایج آن میتوانددر تحلیل مقادیر انتخاب پذیری غشا استفاده شود. بر اساس نتایج به دست آمده، بهینه ترین نوع حفرات برای ساختار غشای نانوکامپوزیتی گرافنی جهت جداسازی دی اکسید کربن تعیین گردید. نتایج این تحقیق می توانند تاثیر بسزایی در استراتژی محققان در ساخت غشای نانوکامپوزیتی گرافنی بگذارد.

کلیدواژه ها:

جداسازی دی اکسیدکربن ، گازهای دور ریز نیروگاهی ، غشای نانوکامپوزیتی گرافنی ، شبیه سازی دینامیک مولکولی