Sélective de graphène membranes pourrait revigorer la technologie de capture du carbone

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Montre Concept de la promesse, comme un moyen de contourner les sanctions de l’énergie de nombreux industriels séparations

Source: © Kumar Agrawal/EPFL

Les scientifiques ont fait de polymère fonctionnalisé à une seule couche de graphène membranes qui dépassent la postcombustion de capture du carbone de la cible

Les scientifiques ont développé des membranes qui séparent le dioxyde de carbone de l’azote. Les membranes fonction poreux graphène décorées avec des polymères et de l’utilisation des interactions entre les polymères et de dioxyde de carbone pour créer un système qui peut sélectivement filtre de dioxyde de carbone des gaz de combustion.

Capture et stockage du carbone demeure l’une des stratégies les plus prometteuses pour limiter l’impact des émissions de carbone. Certaines installations industrielles déjà capture de dioxyde de carbone à l’aide amine absorbants, où le chauffage se régénère les amines et élimine le dioxyde de carbone, mais ce processus consomme beaucoup d’énergie.

Maintenant, les scientifiques dirigés par Kumar Agrawal à l’ecole polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) ont conçu un polymère fonctionnalisé graphène membrane susceptible de rivaliser avec l’industrie de l’approche actuelle et la plus efficace de l’énergie de la méthode à filtre de dioxyde de carbone des émissions industrielles. “Nous avons conçu la membrane, tout en optimisant les deux aspects que sont la clé pour la séparation: l’sélective de la couche de l’épaisseur et de l’affinité pour le dioxyde de carbone”, explique Argawal.

À la différence des adsorbants, des membranes de fonctionner dans un état stable. Le dioxyde de carbone dans les gaz de combustion pompé sur la membrane interagit avec les polymères sur la surface. Ces interactions construire une concentration plus élevée de dioxyde de carbone que d’azote au niveau de l’interface et de la différence de concentration des causes de dioxyde de carbone de passer à travers les pores de la membrane. “Dans une façon pour nous de le régénérer automatiquement”, explique Argawal.

Les membranes, qui sont beaucoup plus minces que les membranes ont une sélectivité de 22,5 et de la perméabilité de 6180 perméation de gaz unités (GPU), dépassant la cible de 20 et 1000 GPU fixé par le Département AMÉRICAIN de l’Énergie. Cela signifie que la membrane des blocs de 96% de l’azote dans les gaz de combustion, mais laisse passer une petite quantité d’assurer ses pores ne sont pas bloquées par de l’azote, ce qui maintient le dioxyde de carbone qui filtre à travers rapidement.

La plus marquante réside dans la préparation de haute qualité des échantillons à simple couche poreuse de graphène-polymère hybride membranes, les commentaires de Sankar Nair, chercheur qui étudie l’utilisation de membranes nanoporeuses en énergie propre et renouvelable à l’Institut de Technologie de Géorgie, états-unis. Pratique des applications à grande échelle peut avoir un long chemin à parcourir.’

Alors que l’équipe n’a fait qu’centimètre de la taille d’versions de leur membrane, Agrawal dit qu’ils pourraient finalement modifier technologie de capture du carbone, ainsi que d’autres industriels séparations. “Si vous pouvez le faire pour le dioxyde de carbone et de l’azote, vous pouvez le faire pour n’importe quelle molécule.’

Références

Cet article est en accès libre

G a et al, de l’Énergie Environ. Sci., 2019, DOI: 10.1039/c9ee01238a