kozmos.hr
  • Naslovnica
  • /
  • Tehnologija
  • /
  • Nova tehnologija polimernih membrana učinkovito uklanja ugljični dioksid iz miješanih plinova
Tehnologija

Nova tehnologija polimernih membrana učinkovito uklanja ugljični dioksid iz miješanih plinova

Polimerna membrana. Izvor: Unsplash/CC0 Public Domain.
objavljeno

Istraživači su razvili tehnologiju koja omogućava učinkovito uklanjanje ugljičnog dioksida (CO2) iz miješanih plinova, kao što je slučaj kod emisija iz elektrana.

Nove membrane učinkovito uklanjaju ugljikov dioksid

“Da bismo demonstrirali sposobnost naših novih membrana, pozabavili smo se mješavinima CO2 i dušika jer su posebno važne u kontekstu smanjenja emisija stakleničkih plinova iz elektrana”, kaže Rich Spontak, profesor kemijskog i biomolekularnog inženjerstva te profesor znanosti o materijalima i inženjerstva na Državnom sveučilištu Sjeverne Karoline te korespondentni autor rada. “Također smo promatrali mješavine CO2 i metana, što je važno za industriju prirodnog plina. Osim toga, ove membrane za filtriranje CO2 mogu se koristiti u bilo kojoj situaciji u kojoj je potrebno ukloniti CO2 iz miješanih plinova, bilo da se radi o biomedicini ili uređajima za filtraciju u podmornicama.”

Membrane su idealna tehnologija za uklanjanje CO2 iz miješanih plinova jer ne zauzimaju puno fizičkog prostora, mogu se izraditi u raznim veličinama i lako ih je zamijeniti. Druga tehnologija koja se često koristi za uklanjanje CO2 je kemijska apsorpcija koja uključuje propuštanje miješanih plinova kroz tekući amin koji uklanja CO2. Međutim, apsorpcijske tehnologije imaju znatno veći otisak, a tekući amini obično su toksični i korozivni.

Nova tehnologija koja iz zraka može ukloniti i do 99% ugljikovog dioksida

Propusnost i selektivnost membrana

Ovi membranski filteri rade na način da dopuštaju CO2 da prođe kroz membranu brže od ostalih tvari u miješanom plinu. Kao rezultat toga, plin koji izlazi s druge strane membrane ima veći udio CO2 od plina koji ulazi u membranu. Zahvaćanjem plina koji izlazi iz membrane, uklanja se više CO2 nego ostalih sastavnih plinova. Dugogodišnji izazov za takve membrane bio je kompromis između propusnosti i selektivnosti. Što je veća propusnost, brže možete propustiti plin kroz membranu. Ali kako propusnost raste, selektivnost se smanjuje – što znači da dušik ili drugi sastojci također brzo prolaze kroz membranu, smanjujući omjer CO2 i drugih plinova u smjesi. Ako se selektivnost smanji, hvatate relativno malo CO2.

Istraživački tim iz SAD-a i Norveške riješio je ovaj problem uzgojem kemijski aktivnih polimernih lanaca koji su i hidrofilni i CO2-filni na površini postojećih membrana. To povećava selektivnost CO2 i uzrokuje relativno malo smanjenje propusnosti. “Ukratko, uz malu promjenu propusnosti, pokazali smo da možemo povećati selektivnost za čak 150 puta”, navodi Marius Sandru, ko-korespondentni autor rada i viši znanstveni znanstvenik u SINTEF Industry-ju, neovisnoj organizaciji za istraživanje iz Norveške. “Dakle, hvatamo mnogo više CO2, u odnosu na druge tvari u mješavinama plinova.”

Troškovi proizvodnje

Još jedan izazov s kojim se suočavaju membranski CO2 filteri su troškovi. Što su dosadašnje membranske tehnologije bile učinkovitije, to su bile skuplje. “Budući da smo željeli stvoriti tehnologiju koja je komercijalno održiva, naša tehnologija je započela s membranama koje su u širokoj upotrebi”, kaže Spontak. “Zatim smo projektirali površinu ovih membrana kako bismo poboljšali selektivnost. Premda to povećava cijenu, mislimo da će modificirane membrane i dalje biti isplative.”

“Naši sljedeći koraci su promatranje u kojoj se mjeri nova tehnika može primijeniti na druge polimere kako bismo dobili identične ili čak bolje rezultate te kako bismo unaprijedili proces nanofabrikacije”, dodao je Sandru. Istraživači kažu da su otvoreni za suradnju s industrijskim partnerima u istraživanju bilo koje moguće primjene, osobito ako je u pitanju ublažavanje globalnih klimatskih promjena.

Znanstvenici dokazali prisutnost mikroplastike u ljudskoj krvi

Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram

t.me/kozmoshr

Izvori:

Marius Sandru, Eugenia M. Sandru, Wade F. Ingram, Jing Deng, Per M. Stenstad, Liyuan Deng, Richard J. Spontak. An integrated materials approach to ultrapermeable and ultraselective CO 2 polymer membranesScience, 2022; 376 (6588): 90 DOI: 10.1126/science.abj9351

Shipman M. (8. travnja 2022.), New polymer membrane tech improves efficiency of carbon dioxide capture, North Carolina State University, Phys.org (pristup 8. travnja 2022.)

North Carolina State University. “New polymer membrane tech improves efficiency of carbon dioxide capture.” ScienceDaily. ScienceDaily, 1 April 2022.

Ja sam Matija Klarić.
Student sam Ekonomskog fakulteta, a u slobodno se vrijeme bavim volonterstvom te istraživanjem, čitanjem i pisanjem o mojim omiljenim temama; svemiru, astronomiji, astrofizici i tehnologiji.