Tianjinuniversitetet utvecklar nytt membran för koldioxidinfångning

Ett forskarteam vid Tianjinuniversitetet i Kina har utvecklat en ny typ av organiskt blandmatrixmembran som förbättrar effektiviteten och skalbarheten för koldioxidinfångning. Det nya membranmaterialet kombinerar hög separationsprestanda med långsiktig stabilitet och lämplighet för storskaliga processer.

Membranseparation har fått ökad uppmärksamhet för koldioxidinfångning på grund av dess potentiella fördelar inom energieffektivitet och miljöprestanda. Att separera koldioxid från industriella rökgaser förblir dock utmanande och kräver membran som kan transportera CO2 snabbt, effektivt separera andra gaser och upprätthålla stabil prestanda över tid.

Teamet, lett av professor Jiang Zhongyi och He Guangwei, adresserade kompatibilitetsproblem genom att kombinera polymerers processbarhet med effektiva molekylära transportegenskaper från porösa fyllmedel. Deras "svag-interaktion inbäddningsstrategi" använde enkristallina kovalenta organiska ramverk (COF) som fyllmedel, vilket resulterade i en balanserad integration i polymermatrisen. Denna struktur bibehöll polymerens flexibilitet och processbarhet, samtidigt som COF-kristallernas ordnade porer tillhandahöll effektiva vägar för CO2-transport.

Tester med simulerad rökgas visade en tiofaldig ökning av CO2-permeabiliteten, vilket satte ett nytt rekord. Membranet uppvisade också stark långsiktig stabilitet, med prestanda som förblev konsekvent under långvarig drift och under förhållanden som inkluderade vattenånga, svaveloxider och kväveoxider. En preliminär teknisk-ekonomisk analys uppskattade kostnaden för koldioxidinfångning till cirka 38 USD per ton CO2, vilket kan stödja framtida tillämpningar inom koldioxidinfångning från kraftproduktion, cement- och stålproduktion.