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Systematic physicochemical characterization,carbon balance and cost of production analyses of activated carbons derived from(Co)-HTC of coal discards and sewage sludge for hydrogen storage applications

引用

Waste Disposal and Sustainable Energy 2023年第2期5卷 125-149页

作者： Gentil Mwengula Kahilu Samson Bada Jean Mulopo DSI-NRF SARChI Clean coal Technology Research Group School of Chemical and Metallurgical EngineeringFaculty of Engineering and the Built EnvironmentUniversity of the WitwatersrandJohannesburgWits 2050South Africa Sustainable Energy and Environment Research Group School of Chemical EngineeringUniversity of WitwatersrandPO Box 3JohannesburgWits 2050South Africa

Hydrothermal carbonization(HTC)technologies for producing value-added carbonaceous material(hydrochar)from coal waste and sewage sludge(SS)waste might be a long-term recycling strategy for hydrogen storage applications,cutting disposal costs and solving waste disposal *** this study,hydrochars(HC)with high carbon content were produced using a combination of optimal HTC(HTC and Co-HTC)and chemical activation of coal tailings(CT),coal slurry(CS),and a mixture of coal discard and sewage sludge(CB).At 850℃and 800℃,respectively,with a KOH/HC ratio of 4:1 and a residence time of 135 min,activated carbons(ACs)with the highest Brunauer–Emmett–Teller specific surface(S_(BET))of 2299.25 m^(2)g^(−1)and 2243.57 m^(2)g^(−1)were *** hydrogen adsorption capability of the produced ACs was further studied using gas adsorption isotherms at 77 *** 35 bars,the values of hydrogen adsorbed onto AC-HCT(AC obtained from HTC of CT),AC-HCS(AC obtained from HTC of CS),and AC-HCB(AC obtained from HTC of the blending of coal discard(CD)and SS)were approximately 6.12%,6.8%,and 6.57%in weight,***,the cost of producing synthetic ACs for hydrogen storage is equivalent to the cost of commercial ***,the high proportion of carbon retained(>70%)in ACs synthesized by HTC from CD and SS precursors should restrict their potential carbon emissions.

关键词： Hydrothermal carbonization coal slurry coal tailing Sewage sludge Hydrogen storage Activated carbons Carbon emissions Production cost

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