Ny membrandesign från Tianjin University förbättrar koldioxidinfångning
Forskare vid Tianjin University har utvecklat en ny typ av organiskt blandmatrismembran som kan förbättra industriell koldioxidinfångning. Innovationen publicerades i Nature Energy.
Ett forskarlag vid Tianjin University i Kina har tagit fram ett helt organiskt blandmatrismembran som kan erbjuda en mer effektiv och skalbar metod för att fånga in koldioxid. Membranet kombinerar hög separationsprestanda med långvarig stabilitet och har potential att lösa tidigare utmaningar inom området.
Studien publicerades online den 10 oktober i den vetenskapliga tidskriften Nature Energy. Tidigare har separation av koldioxid från industriella rökgaser varit en utmaning, vilket kräver membran som snabbt kan transportera CO2, samtidigt som de effektivt separerar andra gaser och bibehåller stabil prestanda över tid.
Traditionella blandmatrismembran kombinerar polymerers bearbetbarhet med de effektiva molekylära transportegenskaperna hos porösa fyllmedel. Utvecklingen har dock begränsats av kompatibilitetsproblem mellan dessa komponenter. Det kinesiska teamet introducerade en strategi för "svag interaktionsinbäddning", där interaktionerna mellan fyllmedel och polymer balanserades.
Genom att använda enkristallina kovalenta organiska ramverk (COF) som porösa fyllmedel uppnådde forskarna en jämn inbäddning med hög lastning i en polymermatris. Det resulterande membranet bibehöll polymerens flexibilitet och bearbetbarhet, medan COF-kristallernas ordnade porer erbjöd effektiva transportvägar för CO2.
Tester med simulerade rökgaser visade en ökning av CO2-permeabiliteten med en tiopotens, vilket sätter ett nytt rekord. Membranet uppvisade också hög långsiktig stabilitet, med bibehållen prestanda under kontinuerlig drift och i närvaro av vattenånga, svaveldioxid och kväveoxider. En preliminär kostnadsanalys uppskattar kostnaden för koldioxidinfångning till cirka 38 USD per ton CO2.