Kredit:Unsplash/CC0 Public Domain
Forskere har udviklet en bæredygtig og økonomisk måde at genvinde olie fra ultrakoldt industrielt spildevand og olieudslip.
Forskere fra Imperial College London og University of Toronto har designet en svamp, der kan fjerne olie, der er svært at genvinde fra Artic-farvande. Deres forskning bygger på tidligere udviklet svampteknologi til at målrette mod specifikke udfordringer med nyttiggørelse af olie fra ultrakoldt vand.
Fundene, udgivet i Videnskab fremskridt , præsentere en økonomisk og bæredygtig metode til olieindvinding, der vil gavne miljøet, samtidig med at det giver en omkostningseffektiv løsning for industrien.
Olieforurening i Arktis
Forskere har udviklet en særlig belægning til kommercielt tilgængelige svampe, som kan genvinde oliedråber fra vand så koldt som 5 grader celsius. Olie er sværere at fjerne fra ultrakoldt vand, fordi det bliver tyktflydende ved lave temperaturer, reducere dens flow og gøre det sværere at indsamle.
Olieforurening i arktiske farvande er et vigtigt problem, med over en billion liter oliesandstræk, et affaldsbiprodukt fra olieudvinding, marine og arktiske olieudslip afventer oprydning.
Traditionelle teknologier, der bruges til at genvinde olie fra sådanne steder, er enten energikrævende, kostbar, eller ineffektive, når de står over for oliedråber i mikrometerstørrelse. Nogle kan endda risikere at forårsage yderligere miljøskader, såsom dem, der genopvarmer olien før opsamling, som kan få det til at opløses eller fordampe.
Teknologien designet af Imperial og U of T løser disse udfordringer ved at udnytte egenskaberne ved koldtemperaturolie til at skabe en lavenergi- og omkostningseffektiv løsning. Dette vil ikke kun gavne miljøet og hjælpe med at beskytte vores naturressourcer, det tilbyder en økonomisk levedygtig løsning for industrien, som er afgørende for at sikre udbredt optagelse.
Gensidig tiltrækning
Teamet på Imperial konstruerede en speciel belægning til kommercielt tilgængelige svampe baseret på oliedråbernes adfærd i koldt vand.
Når olien er under 38 grader celsius, det begynder at krystallisere og bliver klistret i kanterne. Hovedforfatter Dr. Pavani Cherukupally brugte denne viden til at designe en paraffinlignende svampebelægning med den samme kemiske struktur som olie, der kunne skabe en gensidig tiltrækning mellem de to overflader.
Svampen kan skylles med et giftfrit opløsningsmiddel, der fortrænger de klæbrige oliedråber og gør det muligt at opsamle dem, gør det muligt at genbruge både svampen og olien. Processen er kendt som voksfugtning, hvor en væske bruges til at fortrænge en anden. I dette tilfælde, opløsningsmidlet, kendt som heptol, bruges til at fortrænge oliedråberne.
Når de optimale voksfugtende egenskaber var blevet fastslået, et team af U of T Chemists syntetiserede nanocoating, hvilket gjorde den funktionel og klar til brug i større skala.
Omhyggelig testning viste, at den konstruerede svamp kan adsorbere oliedråber fra vand mellem 5 og 40 grader Celsius og fjerne 90-99% af forurenende stoffer inden for to og en halv time. Den indvundne olie kan bruges igen af industrien, giver en økonomisk fordel for organisationer, og svampen kan genbruges ti gange med ensartede resultater.
Næste skridt
Denne metode til olieindvinding medfører betydelige fordele for både industrien og miljøet. Det har en høj succesrate for fjernelse af olie fra ultrakoldt vand og kræver ingen yderligere energiindgang, da det bruger svampens og olieens materialegenskaber til at generere resultater.
Hovedforfatter Dr.Pavani Cherukapally, Imperial College London, forklarede:"Vi har udviklet en energieffektiv måde at genvinde råolie på, som har økologiske fordele for miljøet og er økonomisk gavnlig for industrien.
"Vores arbejde er vigtigt, fordi det er rettet mod et specifikt problem, oliekrystallisation ved lave temperaturer, og adresserer det fra et materialeperspektiv. "
Principalforsker Professor Daryl Williams tilføjede:"Hvis vi fortsætter med at behandle miljøet, som vi har været i årtier, rent vand bliver stadig mere sparsomt. Som en så vigtig global ressource, det er afgørende, at samfundet og industrien har adgang til innovative, billige metoder til rensning af vand som dem, vi rapporterer i vores undersøgelse.
"Vores teknologi indvarsler en ny tilgang til global afhjælpning, som vi håber vil blive brugt i vid udstrækning, før det er for sent."
Derefter vil teamet undersøge, hvordan svampen kan bruges til at opsamle og række olier, som hver har en anden sammensætning og vil opføre sig forskelligt ved lave temperaturer. De er overbeviste om, at deres svampteknologi kan tilpasses til at imødekomme disse forskellige behov på tværs af mange forskellige miljøforhold.