Thông tin luận án Tiến sỹ của NCS Vũ Ngọc Linh
Tên đề tài luận án: Nghiên cứu đặc tính và ứng dụng của sản phẩm khí và rắn cấu trúc micro-nano từ quá trình khí hóa các phụ phẩm hạt mắc ca
1. Họ và tên nghiên cứu sinh: Vũ Ngọc Linh 2. Giới tính: Nam
3. Ngày sinh: 19/01/1996 4. Nơi sinh: Hà Nội
5. Quyết định công nhận nghiên cứu sinh số: 1200/QĐ-CTSV, ngày 29 tháng 12 năm 2020 của Hiệu trưởng Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội.
6. Các thay đổi trong quá trình đào tạo:
– Bổ sung cán bộ hướng dẫn phụ: TS. Nguyễn Hồng Nam – trường ĐH Khoa học và Công nghệ Hà Nội – Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam (quyết định số 145/QĐ-ĐT ngày 11 tháng 03 năm 2022).
– Gia hạn thời gian học tập: 2 năm (24 tháng) (quyết định số 1442/QĐ-ĐHCN ngày 29 tháng 12 năm 2023).
– Điều chỉnh tên đề tài luận án tiến sĩ: “Nghiên cứu đặc tính và ứng dụng của sản phẩm khí và rắn cấu trúc micro-nano từ quá trình khí hóa các phụ phẩm hạt mắc ca” (quyết định số 130/QĐ-ĐHCN ngày 16 tháng 01 năm 2025).
7. Tên đề tài luận án: Nghiên cứu đặc tính và ứng dụng của sản phẩm khí và rắn cấu trúc micro-nano từ quá trình khí hóa các phụ phẩm hạt mắc ca
8. Ngành đào tạo: Vật liệu và Linh kiện Nano 9. Mã số: 944012801.QTD
10. Cán bộ hướng dẫn khoa học:
Cán bộ hướng dẫn chính: GS.TS. Nguyễn Năng Định
Cán bộ đồng hướng dẫn: TS. Nguyễn Hồng Nam
Thông tin luận án Tiến sỹ của NCS Vũ Ngọc Linh (tiếng Anh)
11. Tóm tắt các kết quả mới của luận án:
Luận án đã phân tích và so sánh các đặc tính hóa lý, hành vi nhiệt, và tiềm năng ứng dụng của vỏ quả và vỏ hạt mắc ca, chỉ ra tính phù hợp của chúng là nguyên liệu trong công nghệ khí hóa sinh khối. Kết quả hai loại phụ phẩm này có độ ẩm và hàm lượng tro thấp, carbon cố định cao, cùng giá trị nhiệt trị vượt trội (18,25 MJ kg-1 đối với vỏ quả và 21,5 MJ kg-1 đối với vỏ hạt mắc ca), làm nổi bật tiềm năng thay thế gỗ hoặc các nguồn sinh khối truyền thống.
Luận án đã làm rõ được quá trình khí hóa phụ phẩm mắc ca trong môi trường khí phản ứng (20 % CO2 + 20 % H2O + N2) bao gồm 3 giai đoạn và phân tích được thành phần khí sinh ra của từng giai đoạn, và thu được các giá trị nhiệt trị của khí tổng hợp thu được. Kết quả cho thấy khí tổng hợp từ vỏ hạt mắc-ca có tỷ lệ H2/CO cao (1,12), phù hợp cho quá hình chuyển hóa nhiên liệu lỏng Fisher-Tropsch, trong khi vỏ quả mắc ca tạo ra lượng khí tổng hợp ổn định hơn với nhiệt trị cao.
Ở quy mô thử nghiệm, nghiên cứu đã chứng minh được hiệu suất chuyển hóa năng lượng của vỏ mắc-ca đạt 61,5 % trong hệ thống khí hóa thương mại, so sánh được với các loại sinh khối phổ biến khác. Luận án đã khảo sát được các tính chất của than khí hóa ở quy mô thử nghiệm với diện tích bề mặt riêng lớn đạt 37,8 m2 g-1 và tổng thể tích mao quản là 0,0375 cm3 g-1.
Luận án đã đánh giá được khả năng hấp phụ CO2 và thuốc nhuộm trong nước của các phụ phẩm của quá trình khí hóa, góp phần đưa các phụ phẩm này gần hơn đến các ứng dụng thực tiễn trong xử lý môi trường. Luận án đóng góp dữ liệu chi tiết về đặc tính lý-hóa, động học khí hóa, và cấu trúc vật liệu của phụ phẩm mắc ca, làm phong phú thêm lĩnh vực nghiên cứu về chuyển hóa sinh khối và phát triển vật liệu nano-carbon.
12. Khả năng ứng dụng trong thực tiễn:
Kết quả thu được trong luận án có ý nghĩa xác định tính khả thi và hiệu quả của việc tổng hợp vật liệu carbon cấu trúc micro-nano ứng dụng hấp phụ chất ô nhiễm từ phụ phẩm hạt mắc ca thông qua quá trình khí hóa sinh khối sinh năng lượng. Việc tổng hợp vật liệu hấp phụ hiệu suất cao từ phụ phẩm hạt mắc ca bằng công nghệ khí hóa cho thấy khả năng sử dụng loại nguyên liệu sinh khối tiềm năng này một cách hiệu quả và bền vững khi có thể đồng thời sản xuất khí nhiên liệu chất lượng cao.
Việc khảo sát biến đổi thành phần, đặc tính của cả khí tổng hợp và vật liệu than khí hóa xuyên suốt quá trình chuyển hóa góp phần quan trọng trong việc xác định khả năng ứng dụng của cả hai loại sản phẩm; qua đó thúc đẩy sự phát triển của quy trình khí hóa phụ phẩm hạt mắc ca.
13. Những hướng nghiên cứu tiếp theo:
– Nghiên cứu, tổng hợp vật liệu xúc tác cải thiện hiệu suất sinh khí H2 và hạn chế hắc ín trong quá trình khí hóa phụ phẩm hạt mắc ca.
– Nghiên cứu, khảo sát xúc tác cho quá trình khí hóa phụ phẩm mắc ca nhằm cải thiện các thông số đặc tính của vật liệu than khí hóa (diện tích bề mặt riêng, thể tích mao quản), qua đó tăng cường khả năng hấp phụ của vật liệu.
– Nghiên cứu, khảo sát xúc tác phù hợp cho quá trình khí hóa phụ phẩm mắc ca nhằm cải thiện khả năng chọn lọc CO của vật liệu than khí hóa nhằm tăng cường hiệu suất hấp phụ.
14. Các công trình đã công bố có liên quan đến luận án:
- Vu Ngoc Linh, Nguyen Van Dong, Nguyen Hong Nam, “Investigation on gasification of agricultural wastes: the case of macadamia husk”, (2021), Vietnam Journal of Chemistry, 59(5), 599-605, 10.1002/vjch.202100011
- Nguyen Van Dong, Vu Ngoc Linh, Tran Van Bay, Nguyen Hong Nam, “CO2 capture by biochar from macadamia nut shell”, (2022), Journal of Science and Technology-Hanoi University of Industry, 58(4), 126-129, P-ISSN 1859-3585
- Nguyen Van Dong, Tran Van Bay, Nguyen Hong Nam, Vu Ngoc Linh, “Solid waste from macadamia nutshell gasification: Potential use as adsorbent”, (2022), Journal of Science and Technology-Hanoi University of Industry, 58(5). 93-96, https://doi.org/10.57001/huih5804.46
- Vu Ngoc Linh, Nguyen Nang Dinh, Nguyen Van Dong, Tran-Nguyen Phuong Lan, Nguyen Viet Hoai, Dinh Thi Mai Thanh, Nguyen Hong Nam, “Evolution of properties of macadamia husk throughout gasification: Hints for a zero-waste energy production system”, (2023), Biomass and Bioenergy, 171(106735): 1-14, 10.1016/j.biombioe.2023.106735
- Vu Ngoc Linh, Nguyen Nang Dinh, Dinh Thi Mai Thanh, Nguyen Hong Nam, “Cascading use of macadamia nutshell for production of energy and adsorbents through biomass gasification”, (2023), Industrial Crops and Products, 206, 117662, 10.1016/j.indcrop.2023.117662
- Vu Ngoc Linh, Nguyen Thu Phuong, Le Phuong Thu, Dinh Thi Mai Thanh, Nguyen Hong Nam, “Physico-chemical properties of macadamia nut shell post-gasification residues and potential agricultural application”, (2024), Vietnam Journal of Science and Technology, 62(1), 58-67, 10.15625/2525-2518/18001
- Vu Ngoc Linh, Nguyen Nang Dinh, Han Triet Vien, Tran-Nguyen Phuong Lan, Nguyen Hong Nam, “Heterogeneous solid residue from macadamia nut processing as viable feedstock for high-temperature gasification”, (2024), Journal of the Energy Institute, 117(17):101769, 10.1016/j.joei.2024.101769
- Vu Ngoc Linh, Dinh Thi Mai Thanh, Nguyen Thu Phuong, Le Phuong Thu, Do Thi Hai, Nguyen Trung Dung, Nguyen Hong Nam, “Exploring adsorbent potential: Investigating the characteristics of macadamia husk char from pilot-scale gasification”, (2024), Vietnam Journal of Catalysis and Adsorption, the 12th Vietnam National Conference on Catalysis and Adsorption, 13(4): 20-25, 10.62239/jca.2024.068
