Ny brintbrændstofrensningsmembran baner vejen for en grønnere fremtid

Brint er blevet hyldet som 'fremtidens brændstof' på grund af flere årsager. Først, sammenlignet med de konventionelt anvendte kulbrinter, brint udviser højere energiudbytte. Sekund, kommerciel brug af brintbrændstof som kun giver vand som et biprodukt, ville bidrage til at afbøde den forestående globale opvarmningskrise ved at reducere brugen af ​​udtømmelige og forurenende fossile brændstoffer. Dermed, igangværende forskning har fokuseret på effektive og miljøvenlige måder at producere brintbrændstof på.

Solbrintproduktion gennem en fotoelektrokemisk (PEC) vandopdelingsreaktion er en attraktiv 'grøn' metode til produktion af brintbrændstof, på grund af dets potentiale for høj konverteringseffektivitet, lave driftstemperaturer, og omkostningseffektivitet. Imidlertid, effektiv adskillelse af hydrogengas fra en blanding af gasser (kaldet syngas) under forskellige miljøforhold, har vist sig at være en udfordring. En nylig artikel offentliggjort i tidsskriftet Adskillelses- og oprensningsteknologi søger at løse denne udfordring. I dette studie, en gruppe forskere fra Nagoya Institute of Technology, Japan, ledet af professor Yuji Iwamoto, i samarbejde med forskere i Frankrig, succesfuldt karakteriseret en ny membran, der tillader meget selektiv adskillelse af hydrogengas genereret fra PEC -reaktionen. Professor Iwamoto siger, "Membranseparation er attraktiv som en billig hydrogengasrensningsteknologi. Imidlertid er nuværende teknikker står over for flere udfordringer, for eksempel, vandinduceret hævelse med polymermembraner og lavere brintgennemtrængelighed med metal, polymer, og understøttede flydende membraner. "

Forskerne udviklede først en organisk-uorganisk hybrid polymer polymermembran, primært bestående af en polymer kaldet polycarbosilan (PCS) dannet på et aluminiumoxid (Al ₂ O ₃ ) -baseret porøs støtte. Prof. Iwamoto forklarer yderligere, "Ved at bruge PCS'er med høj molekylvægt med et smeltepunkt over 200 ° C, vi viste, at en superhydrofob PCS-membran kunne deponeres på en mesoporøs y-Al ₂ O ₃ -modificeret makroporøs α-Al ₂ O ₃ rørformet støtte. "

Efter succesrig udvikling af PCS -membranen, forskerne testede det under PEC -reaktionsbetingelser. Som antaget, PCS -membranen viste høj hydrofobicitet. I øvrigt, under strømmen af ​​en simuleret stærkt fugtig gasblanding ved 50 ° C, PCS -membranen udviste fremragende hydrogenselektivitet. Yderligere analyse afslørede, at den foretrukne hydrogenpermeation gennem PCS -membranen var styret af "faststofdiffusions" -mekanismen. Samlet set, uanset de omgivende miljøforhold, PCS -membranen udviste effektiv hydrogengasseparation.

Med udviklingen og karakteriseringen af ​​denne nye PCS -membran, det er uundgåeligt, at dets kommercielle vedtagelse ikke blot vil lette brugen af ​​brintbrændstof til energibehov, men også bremse brugen af ​​ikke-vedvarende fossile brændstoffer. Iwamoto konkluderer, "Med denne teknologiske udvikling, vi forventer store fremskridt inden for miljøvenlig og bæredygtig brintproduktion. "

Lad os håbe, at brugen af ​​PCS-membran er et skridt i retning af et brintbaseret samfund.