Published May 25, 2023
| Version v1
Publication
Open
Diffusion Coefficients of N<sub>2</sub>O and H<sub>2</sub> in Water at Temperatures between 298.15 and 423.15 K with Pressures up to 30 MPa
- 1. Imperial College London
- 2. Dalian University of Technology
- 3. Peking University
Description
The diffusion coefficients of CO2 and H2 in aqueous solutions are important in numerous processes including carbon capture, geological carbon storage, and reservoir storage of hydrogen. As CO2 is reactive in some aqueous solutions, especially aqueous amine solvents for carbon capture, N2O is frequently studied as a surrogate. In this work, the Taylor dispersion technique was used to determine the diffusion coefficients of N2O and H2 at high dilution in water at temperatures between 298.15 and 423.15 K and at pressures up to 30 MPa, with a standard relative uncertainty of 1.6%. The new data are intended to resolve significant discrepancies in the literature. The results confirm that temperature is the most important controlling factor and that the diffusion coefficients are nearly independent of pressure in the region studied. The experimental data were correlated using the Stokes–Einstein equation, with average absolute relative deviations of 0.5% for both systems.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تعد معاملات انتشار ثاني أكسيد الكربون والهيدروجين في المحاليل المائية مهمة في العديد من العمليات بما في ذلك احتجاز الكربون وتخزين الكربون الجيولوجي وتخزين الهيدروجين في الخزان. نظرًا لأن ثاني أكسيد الكربون يتفاعل في بعض المحاليل المائية، وخاصة مذيبات الأمين المائي لاحتجاز الكربون، فغالبًا ما تتم دراسة أكسيد النيتروز كبديل. في هذا العمل، تم استخدام تقنية تشتت تايلور لتحديد معاملات انتشار أكسيد النيتروز و H2 عند التخفيف العالي في الماء عند درجات حرارة تتراوح بين 298.15 و 423.15 كلفن وعند ضغوط تصل إلى 30 ميجا باسكال، مع عدم يقين نسبي قياسي بنسبة 1.6 ٪. تهدف البيانات الجديدة إلى حل التناقضات الكبيرة في الأدبيات. تؤكد النتائج أن درجة الحرارة هي أهم عامل تحكم وأن معاملات الانتشار مستقلة تقريبًا عن الضغط في المنطقة التي تمت دراستها. تم ربط البيانات التجريبية باستخدام معادلة ستوكس- أينشتاين، مع متوسط انحرافات نسبية مطلقة بنسبة 0.5 ٪ لكلا النظامين.Translated Description (French)
Les coefficients de diffusion du CO2 et de l'H2 dans les solutions aqueuses sont importants dans de nombreux processus, notamment le captage du carbone, le stockage géologique du carbone et le stockage de l'hydrogène dans des réservoirs. Comme le CO2 est réactif dans certaines solutions aqueuses, en particulier les solvants aminés aqueux pour la capture du carbone, le N2O est fréquemment étudié comme substitut. Dans ce travail, la technique de dispersion de Taylor a été utilisée pour déterminer les coefficients de diffusion de N2O et H2 à forte dilution dans l'eau à des températures comprises entre 298,15 et 423,15 K et à des pressions allant jusqu'à 30 MPa, avec une incertitude relative standard de 1,6%. Les nouvelles données sont destinées à résoudre des divergences significatives dans la littérature. Les résultats confirment que la température est le facteur de contrôle le plus important et que les coefficients de diffusion sont presque indépendants de la pression dans la région étudiée. Les données expérimentales ont été corrélées à l'aide de l'équation de Stokes–Einstein, avec des écarts relatifs absolus moyens de 0,5% pour les deux systèmes.Translated Description (Spanish)
Los coeficientes de difusión de CO2 y H2 en soluciones acuosas son importantes en numerosos procesos, incluida la captura de carbono, el almacenamiento geológico de carbono y el almacenamiento de hidrógeno en yacimientos. Como el CO2 es reactivo en algunas soluciones acuosas, especialmente disolventes de amina acuosos para la captura de carbono, el N2O se estudia con frecuencia como un sustituto. En este trabajo se utilizó la técnica de dispersión de Taylor para determinar los coeficientes de difusión de N2O y H2 a alta dilución en agua a temperaturas entre 298.15 y 423.15 K y a presiones de hasta 30 MPa, con una incertidumbre relativa estándar de 1.6%. Los nuevos datos pretenden resolver discrepancias significativas en la literatura. Los resultados confirman que la temperatura es el factor de control más importante y que los coeficientes de difusión son casi independientes de la presión en la región estudiada. Los datos experimentales se correlacionaron utilizando la ecuación de Stokes–Einstein, con desviaciones relativas absolutas promedio de 0.5% para ambos sistemas.Files
acs.jced.3c00085.pdf
Files
(15.9 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:2e89be48b762fcdc1751be9871535b4a
|
15.9 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- معاملات انتشار N<sub>2</sub>O و H<sub>2</sub> في الماء عند درجات حرارة تتراوح بين 298.15 و 423.15 كلفن مع ضغوط تصل إلى 30 ميجا باسكال
- Translated title (French)
- Coefficients de diffusion de N<sub>2</sub>O et H<sub>2</sub> dans l'eau à des températures comprises entre 298,15 et 423,15 K avec des pressions allant jusqu'à 30 MPa
- Translated title (Spanish)
- Coeficientes de difusión de N<sub>2</sub>O y H<sub>2</sub> en agua a temperaturas entre 298.15 y 423.15 K con presiones de hasta 30 MPa
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4378193255
- DOI
- 10.1021/acs.jced.3c00085
References
- https://openalex.org/W1970345185
- https://openalex.org/W1973571414
- https://openalex.org/W1976782120
- https://openalex.org/W1977672035
- https://openalex.org/W1979952782
- https://openalex.org/W1984912776
- https://openalex.org/W1985246282
- https://openalex.org/W1986167403
- https://openalex.org/W1988261970
- https://openalex.org/W1990229487
- https://openalex.org/W1990908489
- https://openalex.org/W1996818420
- https://openalex.org/W2001691486
- https://openalex.org/W2001937488
- https://openalex.org/W2005381580
- https://openalex.org/W2005894898
- https://openalex.org/W2013718876
- https://openalex.org/W2018143287
- https://openalex.org/W2038364123
- https://openalex.org/W2047511597
- https://openalex.org/W2048947815
- https://openalex.org/W2050150400
- https://openalex.org/W2058640448
- https://openalex.org/W2068842196
- https://openalex.org/W2070749414
- https://openalex.org/W2071444820
- https://openalex.org/W2073757146
- https://openalex.org/W2105463346
- https://openalex.org/W2119588548
- https://openalex.org/W2130441743
- https://openalex.org/W2137705252
- https://openalex.org/W2162966874
- https://openalex.org/W2312329288
- https://openalex.org/W2324296995
- https://openalex.org/W2531399348
- https://openalex.org/W2559977351
- https://openalex.org/W2605532421
- https://openalex.org/W3037839109
- https://openalex.org/W3040758490
- https://openalex.org/W3153798866
- https://openalex.org/W4235990354
- https://openalex.org/W4239808870
- https://openalex.org/W4242444365
- https://openalex.org/W4293211836
- https://openalex.org/W4304144886