Tianjinin yliopiston uusi kalvo tehostaa hiilidioksidin talteenottoa
Tianjinin yliopiston tutkijat ovat kehittäneet uuden tyyppisen seosmatriisikalvon, joka voi parantaa teollisuuden hiilidioksidin talteenottoa. Kehitys julkaistiin Nature Energyssa.
Kiinalaisen Tianjinin yliopiston tutkimusryhmä on kehittänyt täysin orgaanisen seosmatriisikalvon, joka lupailee tehokkaampaa ja skaalautuvampaa hiilidioksidin talteenottoa. Kalvon onnistuneesti yhdistetyt korkea erotuskyky ja pitkäaikainen vakaus ratkaisevat alan aiemmin kohtaamia haasteita.
Tutkimus julkaistiin 10. lokakuuta verkossa tiedelehti Nature Energyssa. Aiemmin hiilidioksidin erottaminen teollisista savukaasuista on ollut haastavaa. Tarvittavilta kalvoilta vaaditaan nopeaa hiilidioksidin kuljetusta, muiden kaasujen tehokasta erottamista ja jatkuvaa suorituskykyä.
Perinteiset seosmatriisikalvot yhdistävät polymeerien työstettävyyden huokoisten täyteaineiden tehokkaaseen molekyylikuljetukseen. Täyteaineiden ja polymeerien yhteensopivuusongelmat ovat kuitenkin rajoittaneet niiden kehitystä. Tianjinilainen tiimi ehdotti "heikon vuorovaikutuksen upotuksen" strategiaa, jossa täyteaineiden ja polymeerien väliset vuorovaikutukset tasapainotetaan.
Tutkijat käyttivät yksi-kristallisia kovalenttisia orgaanisia runkoja (COF) huokoisina täyteaineina. Tämä mahdollisti tasaisen jakautumisen polymeerimatriisissa. Uusi kalvo säilytti polymeerin joustavuuden ja prosessoitavuuden, samalla kun COF-kristallien järjestäytyneet huokoset tarjosivat tehokkaita reittejä hiilidioksidin kuljetukselle.
Testit osoittivat hiilidioksidin läpäisevyyden kasvaneen kymmenkertaisesti, mikä on uusi ennätys. Kalvo osoitti myös korkeaa pitkäaikaista vakautta erilaisissa olosuhteissa, kuten vesihöyryn, rikkidioksidin ja typen oksidien läsnä ollessa. Alustava taloudellinen analyysi arvioi hiilidioksidin talteenoton kustannuksiksi noin 38 Yhdysvaltain dollaria tonnilta.