Углекислый газ — слишком распространенный промышленный отход, который в огромных количествах выделяется из дымовых труб. Теперь исследователи разработали новый тип фторированной мембраны, которая может избирательно фильтровать CO2 из дымовых газов в точке выпуска.

воздух загрязнение

Улавливание углерода — это многообещающее направление исследований, которое поможет замедлить процесс изменения климата, предотвращение выброса парниковых газов в первую очередь. С этой целью ученые изучают множество различных технологий, включая глину, пузырчатые мембраны, ионные жидкости, металлоорганические каркасы и пористые порошки.

Новое исследование, проведенное учеными из Национальной лаборатории Ок-Риджа и Университета Теннесси, основывается на одной из самых простых форм улавливания углерода: полимерных мембран. Их можно протянуть по всей трубе установки, где они выборочно фильтруют углекислый газ из дымовых газов, позволяя таким газам, как кислород и азот, выходить в атмосферу.

Секретный ингредиент новой мембраны команды — фтор. Этот элемент особенно сильно связывается с углеродом, что делает его привлекательным вариантом для улавливания углерода. Исследователи начали с полимера на основе фтора, а затем нагрели его до карбонизации. Это дает материалу пористую структуру, сохраняя при этом фторсодержащие группы, что повышает то, сколько он выбирает для CO2.

мембрана-фтор
Впечатление художника о мембране на основе фтора, которая избирательно отфильтровывает углекислый газ.
Новая мембрана на основе фтора увеличит предел улавливания CO2.

«Благодаря такому подходу получился материал на основе диоксида углерода с высокой площадью поверхности и ультрамикропорами, который стабилен в условиях высоких температур», — говорит Чжэньчжэнь Ян, первый автор исследования. «Все эти факторы делают его перспективным кандидатом для мембран для улавливания и отделения углерода».

Обычно такие мембраны имеют отключение между селективностью для определенных газов и проницаемостью — когда один повышается, другой понижается. Но команда говорит, что мембрана на основе фтора хорошо уравновешивает эти два свойства, преодолевая так называемый верхний предел Робсона. Команда разработчиков утверждает, что этого удалось добиться лишь несколькими материалами.

Замечательно, что фтора и других исходных материалов в изобилии и они недорогие, а процесс их получения прост, что поможет увеличить их объем.

В будущей работе команда планирует провести дальнейшее исследование механизма селективности фтора по СО2 и попытаться улучшить рецептуру.

Исследование было опубликовано в журнале Chem.
Источник: Ок Ридж Национальная лаборатория.

(Visited 1 times, 1 visits today)