Mere effektiv adskillelse af metan og CO2

For at gøre naturgas og biogas egnet til brug, metanen skal adskilles fra CO ₂ . Dette indebærer brug af membraner, filtre, der stopper metanen og tillader CO ₂ at passere igennem. Forskere ved KU Leuven (University of Leuven), Belgien, har udviklet en ny membran, der gør separationsprocessen meget mere effektiv.

Ved udvinding af naturgas eller produktion af biogas, det hele handler om metan. Men metan findes aldrig i sin rene form. Naturgas, for eksempel, indeholder altid en del kuldioxid, nogle gange op til 50 procent. For at rense metanen - eller, med andre ord, at fjerne CO ₂ - industrien bruger ofte membraner. Disse membraner fungerer som molekylsigter, der adskiller metan og CO ₂ . Metanen kan så bruges som energikilde til opvarmning, til fremstilling af kemikalier, eller som brændstof, mens CO ₂ kan genbruges som byggesten til vedvarende brændstoffer og kemikalier.

Eksisterende membraner skal stadig forbedres for effektiv CO ₂ adskillelse, siger professor Ivo Vankelecom fra KU Leuven Fakultet for Biovidenskab. "En effektiv membran tillader kun CO ₂ at passere igennem, og så meget af det som muligt. De kommercielt tilgængelige membraner kommer med en afvejning mellem selektivitet og permeabilitet:de er enten meget selektive eller meget permeable. Et andet vigtigt problem er, at membranerne blødgøres, hvis gasblandingen indeholder for meget CO ₂ . Dette gør dem mindre effektive:næsten alt kan passere gennem dem, således at adskillelsen af ​​metan og CO ₂ mislykkes. "

De bedst tilgængelige membraner består af en polymer matrix indeholdende et fyldstof, for eksempel, en metal-organisk ramme (MOF). Dette MOF -fyldstof har porer i nanoskala. Den nye undersøgelse har vist, at en sådan membrans egenskaber forbedres markant med en varmebehandling over 160 grader Celsius under produktionsprocessen. "Du får flere tværbindinger i den polymere matrix - nettet fortættes, så at sige, hvilket forbedrer membranens ydeevne, fordi den ikke længere kan blødgøre. Ved disse temperaturer, strukturen af ​​MOF'en - fyldstoffet - ændres, og det bliver mere selektivt. Endelig, højtemperaturbehandlingen forbedrer også polymer-fyldstof-adhæsionen - gasblandingen kan ikke længere undslippe gennem små huller ved fyldstof-polymer-grænsefladen."

Dette giver den nye membran den højeste selektivitet, der nogensinde er rapporteret, samtidig med at man forhindrer plastificering, når koncentrationen af ​​CO ₂ er høj. "Hvis du starter med en 50/50 CO ₂ /metanblanding, denne membran giver dig 164 gange mere CO ₂ end metan efter permeation gennem membranen, " Dr. Lik Hong Wee forklarer. "Dette er de bedste resultater, der nogensinde er rapporteret i videnskabelig litteratur."