MétaCan
Menu
Retour à la cohorte
Enregistrement W4386054449 · doi:10.1021/acs.accounts.3c00335

How Can (or Why Should) Process Engineering Aid the Screening and Discovery of Solid Sorbents for CO<sub>2</sub> Capture?

2023· article· en· W4386054449 sur OpenAlexafffund
Arvind Rajendran, Sai Gokul Subraveti, Kasturi Nagesh Pai, Vinay Prasad, Zukui Li

Notice bibliographique

RevueAccounts of Chemical Research · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueCarbon Dioxide Capture Technologies
Établissements canadiensUniversity of Alberta
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaAlliance de recherche numérique du CanadaCanada First Research Excellence Fund
Mots-clésProcess (computing)Computer scienceProcess engineeringEngineeringOperating system

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Conspectus Adsorption using solid sorbents is emerging as a serious contender to amine-based liquid absorption for postcombustion CO 2 capture. In the last 20+ years, significant efforts have been invested in developing adsorption processes for CO 2 capture. In particular, significant efforts have been invested in developing new adsorbents for this application. These efforts have led to the generation of hundreds of thousands of (hypothetical and real) adsorbents, e.g., zeolites and metal–organic frameworks (MOFs). Identifying the right adsorbent for CO 2 capture remains a challenging task. Most studies are focused on identifying adsorbents based on certain adsorption metrics. Recent studies have demonstrated that the performance of an adsorbent is intimately linked to the process in which it is deployed. Any meaningful screening should thus consider the complexity of the process. However, simulation and optimization of adsorption processes are computationally intensive, as they constitute the simultaneous propagation of heat and mass transfer fronts; the process is cyclic, and there are no straightforward design tools, thereby making large-scale process-informed screening of sorbents prohibitive. This Account discusses four papers that develop computational methods to incorporate process-based evaluation for both bottom-up (chemistry to engineering) screening problems and top-down (engineering to chemistry) inverse problems. We discuss the development of the machine-assisted adsorption process learning and emulation (MAPLE) framework, a surrogate model based on deep artificial neural networks (ANNs) that can predict process-level performance by considering both process and material inputs. The framework, which has been experimentally validated, allows for reliable, process-informed screening of large adsorbent databases. We then discuss how process engineering tools can be used beyond adsorbent screening, i.e., to estimate the practically achievable performance and cost limits of pressure vacuum swing adsorption (PVSA) processes should the ideal bespoke adsorbent be made. These studies show what conditions stand-alone PVSA processes are attractive and when they should not be considered. Finally, recent developments in physics-informed neural networks (PINNS) enable the rapid solution of complex partial differential equations, providing tools to potentially identify optimal cycle configurations. Ultimately, we provide areas where further developments are required and emphasize the need for strong collaborations between chemists and chemical engineers to move rapidly from discovery to field trials, as we do not have much time to fulfill commitments to net-zero targets.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,010
Score d'incertitude au seuil0,571

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0000,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,054
Tête enseignante GPT0,327
Écart entre enseignants0,274 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations36
Publié2023
Routes d'admission2
Résumé présentoui

Explorer davantage

Même revueAccounts of Chemical ResearchMême sujetCarbon Dioxide Capture TechnologiesTravaux en français237 207