Membraner til at opfange kuldioxid fra luften

Klimaændringer forårsaget af udledning af drivhusgasser til atmosfæren er et presserende spørgsmål for vores samfund. Acceleration af den globale opvarmning resulterer i katastrofale hedebølger, skovbrande, storme og oversvømmelser. Klimaændringernes menneskeskabte karakter nødvendiggør udvikling af nye teknologiske løsninger for at vende den nuværende CO2 ₂ bane.

Direkte opsamling af kuldioxiden (CO ₂ ) fra luften (direkte luftindfangning, DAC) er en blandt en række negative emissionsteknologier, der forventes at holde den globale opvarmning under 1,5 °C, som anbefalet af Intergovernmental Panel for Climate Change (IPCC). Omfattende udbredelse af DAC-teknologierne er nødvendig for at afbøde og fjerne såkaldte legacy carbon eller historiske emissioner. Effektiv reduktion af CO ₂ indholdet i atmosfæren ville kun opnås ved at udvinde enorme mængder CO ₂ der kan sammenlignes med de nuværende globale emissioner. Nuværende DAC-teknologier er hovedsageligt baseret på sorbentbaserede systemer, hvor CO ₂ er fanget i opløsningen eller på overfladen af ​​de porøse faste stoffer dækket med forbindelserne med høj CO ₂ tilhørsforhold. Disse processer er i øjeblikket ret dyre, selvom omkostningerne forventes at falde, efterhånden som teknologierne udvikles og implementeres i stor skala.

Membranernes evne til at adskille kuldioxid er veldokumenteret, og dens anvendelighed er etableret til industrielle processer. Desværre, dens effektivitet er mindre end tilfredsstillende for den praktiske drift af DAC'en.

I en nylig avis, forskere fra International Institute for Carbo-Neutral Energy Research (I2CNER), Kyushu University og NanoMembrane Technologies Inc. i Japan diskuterede potentialet ved membranbaseret DAC (m-DAC), ved at drage fordel af den state-of-the-art ydeevne af organiske polymermembraner. Baseret på processimuleringen, de viste, at den målrettede ydeevne for m-DAC er opnåelig med konkurrencedygtige energiudgifter. Det er vist, at en flertrins applikationsseparationsproces kan muliggøre prækoncentration af luft-CO ₂ (0,04 %) til 40 %.

Denne mulighed og kombination af membranerne med avanceret CO ₂ konvertering kan føre til realistiske midler til at åbne cirkulær CO ₂ økonomi. Baseret på dette fund, Kyushu University-teamet har iværksat et regeringsstøttet Moonshot Research and Development Program (Program Manager:Dr. Shigenori Fujikawa). I dette program, direkte CO ₂ indfangning fra atmosfæren med membraner og den efterfølgende konvertering til værdifulde materialer er det vigtigste udviklingsmål.