Reticular Materials for an Atmospheric Carbon Dioxide Capturing Device- Phase 1

ساهمت اللوائح البيئية الصارمة في تحويل الانتباه العالمي في السنوات الماضية إلى الحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون والحفاظ عى تركيزه في الغ اف الجوي في مستويات منخفضة جدا. وبناء عى ذلك تم اقتراح العديد من الدراسات حول احتجاز الكربون وتخزينه للحد من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري. وعليه تم إعداد هذا المقترح استجابة لطلب من مؤسسة الكويت للتقدم العلمي وبالتعاون مع مجموعة البروفيسور عمر ياغي في جامعة كاليفورنيا في بيركلي UC-Berkeley للبدء بالبحث في تقنيات مبتكرة لاحتجاز ثاني أكسيد الكربون باستخدام أحدث المواد الشبكية. حيث تم اختيار فريق معهد الكويت للأبحاث العلمية للمشاركة في هذا العمل من مركز أبحاث البترول ومركز أبحاث الطاقة والبناء وفقا لتخصصاتهم. ويهدف هذا المشروع الى بناء وحدة ذاتية أولية ذات معيار مخبري وذلك باستخدام مواد شبكية من نوعي ZIFs و COFs لاحتجاز ثاني أكسيد الكربون بكفاءة من الغ اف الجوي. ويتضمن العمل البحثي عى تصميم، واستخلاص، وتوصيف وحدات بناء من وص ات عضوية مختلفة ضرورية لبناء هياكل نانوية جديدة من نوعي ZIFs و COFs ذات مسامية عالية وصفات توظيفية ملائمة. سيتم إجراء العديد من تحاليل التوصيف والأداء لتقييم أداء هذه المواد في النموذج الأولي لوحدة احتجاز الكربون الذاتية. وسيتم استخدام المناهج والأساليب المبتكرة التي سيتم تطويرها في إنشاء مكتبة من المواد الشبكية اضافة الى استخدامها في تطوير حلول جديدة لاحتجاز ثاني أكسيد الكربون وتخزينه. سيتم إجراء الدراسات بتعاون وثيق بين UC-Berkeley ومعهد الكويت للأبحاث العلمية وسيتضمن المشروع البحثي زيارات متبادلة بين الباحثين من كلا الطرفين لأغراض التدريب والعمل المخبري المشترك

The strict environmental regulations have shifted the global attention in recent years to mitigate CO2 emissions and maintain the level of CO2 concentration in the atmosphere to ultra-low levels. These regulations tend to propose many studies in carbon capture and storage for reducing greenhouse gas emissions. This project is in response to a request from the Kuwait Foundation for the Advancement of Sciences and in collaboration with the University of California (UC)-Berkeley to initiate the investigation of innovative technologies to capture CO2 using state-of-the-art reticular materials. The Kuwait Institute for Scientific Research (KISR) team was selected to be involved in this work. The staff from Petroleum Research Center and Energy and Building Research Center was chosen according to their specialties. The construction of a preliminary laboratory-scale Passive Carbon Capturing Unit (PCCU) prototype device will involve the use of zeolitic imidazolate frameworks (ZIFs) and covalent organic frameworks (COFs) reticular materials for the efficient capturing of CO2 from the atmosphere. The research work includes the design, synthesis, and characterization of different organic linkers’ building units, which are needed to construct the novel nanostructure COFs and ZIFs with high porosity and suitable functionalities. Many characteristic and performance procedures will be conducted to evaluate the performance of these materials in the PCCU prototype device. These innovative approaches and methods will be used for the generation of a library of these reticular materials with potential use in the engineering of novel solutions for CO2 capture and storage. The research will be conducted in close collaboration with UC-Berkeley and will include the exchange of visits of researchers from both organizations for training purposes and joint experimental work.