This work aims to establish a relationship between CO2 adsorption capacity and water, in the
context of CO2 removal directly from atmosphere (DAC). For this, experimental data was ob-
tained for a broad range of humidity, temperatures and concentrations of CO2 , using a sup-
ported amine sorbent. Subsequently, the CO2 adsorption results were fitted to equilibrium
models from literature and compared with experimental trends. The Stampi-Bombelli and
WADST models revealed the best fittings, being both values of SSR and R2 relatively close
(SSR=0.338, R 2 =0.969 and SSR=0.360, R2 =0.968, respectively).
The measurements were performed through the breakthrough method, on a pilot scale
setup. These were featured with previous experimental work from SPT group for the same
subject. After comparing both data sets, it was observed that the adsorbent had suffered ~20%
degradation. Consequently, a correction factor was applied into previous values.
Experimental results displayed some inconsistencies, which were attributed to the un-
certainty of the correction factor and the complexity of co-adsorption mechanisms. The maxi-
mum observed amount of CO2 adsorbed/kg of adsorbent was 2.25 kg.mol-1 (PCO2 =1000 Pa, T=
5ºC, RH= 84.97%), and ~2.7 mol.kg-1 after the correction factor, which is significantly close to
values found in literature. The CO2 capacity under the presence of water in comparison with
dry conditions (q/qdry ) was also considered to account its enhancement. At PCO2 = 40 Pa, the
capacity adsorption nearly doubled in presence of high moisture content, while at the higher
partial pressures (PCO2 =1000 Pa), humidity seemed to have a reduced impact.
For DAC conditions, experimental trends were well characterized, which follows litera-
ture remarks. Overall, the WADST and Stampi-Bombelli model represented the closest fits. In
addition, an empirical model was proposed based on the observation of experimental trends.
The model is described by a linear function, in which both values of slope and y-intercept were
obtained through logarithmic equations.A tese visa estabelecer uma relação entre a capacidade de adsorção de CO2 e água, no contexto
de captura de CO2 diretamente da atmosfera. Para tal, dados experimentais foram adquiridos
dentro de um intervalo amplo de temperaturas, concentrações de CO2 e água, usando um ad-
sorvente de aminas. De seguida, os dados foram ajustados a modelos mecanísticos da litera-
tura e comparados. Os modelos Stampi-Bombelli e WADST foram os que melhor descreveram
tendências experimentais, apresentando ajustes próximos (SSR=0.338, R2 =0.969 e SSR=0.360,
R2 =0.968, respetivamente).
As medições foram realizadas através do método breakthrough, numa instalação piloto
de laboratório. Os valores foram complementados um trabalho experimental previamente re-
alizados no grupo SPT para o mesmo tópico. Após comparar os dados, observou-se que o
adsorvente sofreu uma degradação de ~20%. Consequentemente, foi aplicado um fator corre-
tivo a valores anteriores.
Os resultados experimentais mostraram algumas inconsistências, que por sua vez foram
atribuídas à incerteza do fator de degradação e à complexidade dos mecanismos de co-adsor-
ção. A quantidade máxima registada de CO2 adsorvido/kg de adsorvente foi de 2.25 kg.mol-1
(PCO2 =1000 Pa, T=5ºC, RH=84.97%), e ~2.7 mol.kg-1 após a fator corretivo, que é significativa-
mente próximo da literatura. A quantidade de CO2 adsorvido em condições húmidas em rela-
ção à de condições secas (q/qdry ) também foi considerada para quantificar o seu acréscimo.
Nas condições de PCO2 = 40 Pa, a capacidade de adsorção quase duplicou na presença de um
alto teor de água, enquanto que a níveis superiores de pressão parcial (PCO2 =1000 Pa), foi ob-
servado um impacto reduzido na capacidade.
Para condições DAC, as tendências foram bem caracterizadas, paralelamente a observa-
ções da literatura. O modelo WADST e Stampi-Bombelli foram os que mais se aproximaram
dos valores deste trabalho. Foi também proposto um modelo empírico com base em tendências
experimentais. O modelo é descrito por uma função linear, cujos valores de declive e ordenada
foram obtidos a partir de equações logarítmicas
