In-silico design of deep eutectic solvents for gas separation and energy related operations

Abstract

En esta tesis doctoral se realiza una exhaustiva evaluación de nuevos materiales y disolventes sostenibles utilizando métodos computacionales. El objetivo principal es abordar las preocupaciones ambientales relacionadas con el dióxido de carbono mediante el diseño in-silico de materiales específicos. El estudio emplea modelos computacionales multiescala para obtener conocimientos fundamentales sobre las relaciones entre la estructura, composición, propiedad y rendimiento de los materiales. La investigación explora disolventes eutécticos de bajo punto de fusión compuestos por sustancias orgánicas naturales para abordar desafíos asociados con las emisiones de dióxido de carbono. Una perspectiva holística sobre el ciclo del carbono, que incluye estudios experimentales de la recombinación de carbono a hidrocarburos, aporta conocimientos valiosos al desarrollo de la química verde y a los avances tecnológicos sostenibles. En general, los hallazgos allanan el camino para la integración de disolventes eutécticos de bajo punto de fusión en procesos industriales convencionales, promoviendo un futuro más sostenible para la producción química.

In this doctoral thesis, an exhaustive examination of sustainable solvents and advanced materials is conducted using state-of-the-art computational methods. The primary objective is to address environmental concerns related to carbon dioxide by designing materials in-silico. The study employs innovative multiscale computational models to gain fundamental insights into the relationships between structure, composition, property, and performance of the materials. The investigation delves into emerging deep eutectic solvents, composed of natural organic compounds, for designing task-specific solvents. The thesis also explores the potential of these solvents in addressing challenges associated with carbon dioxide emissions, resulting in promising carbon absorption performance. A holistic perspective on the carbon cycle was achieved including experimental investigations on carbon-to-hydrocarbon recombination, contributing valuable insights to green chemistry and sustainable technological advancements. Overall, the findings pave the way for integrating deep eutectic solvents into mainstream industrial processes for a more sustainable future in chemical production.