Дослідники розробили новий тип фторованої мембрани, яка може вибірково фільтрувати CO2 з димових газів в точці їх випуску.
Вловлювання вуглецю - це багатообіцяючий напрямок досліджень, який допоможе уповільнити процес зміни клімату, запобігаючи в першу чергу викидам парникових газів. З цією метою вчені вивчають безліч різних технологій і речовин, включаючи глину, бульбашкові мембрани, іонні рідини, металоорганічні каркаси і навіть пористі порошки.
Нове дослідження, проведене вченими з Національної лабораторії Ок-Ріджа та Університету Теннессі, засноване на одній з найпростіших форм вловлювання вуглецю: полімерних мембранах. Їх можна протягнути по всій трубі установки, де вони будуть вибірково фільтрувати вуглекислий газ з диму. Це дозволить «корисним» газам, таким як кисень і азот, вільно виходити в атмосферу.
Секретний інгредієнт нової мембрани - фтор. Цей елемент утворює з вуглецем особливо стійкі зв'язки, що полегшує процес. Дослідники почали свою роботу зі створення полімеру на основі фтору, а потім нагріли його до карбонізації. Це додало матеріалу пористу структуру, зберігши при цьому фторвмісні групи, що підвищує резерв для поглинання CO2.
Наочна демонстрація процесу фільтрування
«Завдяки такому підходу вийшов матеріал на основі діоксиду вуглецю з високою площею поверхні і ультрамікропорами, який стабільний в умовах високих температур», - пояснив Чженьчжень Ян, провідний автор дослідження. «Всі ці фактори роблять його перспективним кандидатом для мембран, призначених для вловлювання і відділення вуглецю».
Як правило, такі мембрани дотримуються компромісу між здатністю поглинати лише певні гази і проникністю - коли одна підвищується, інша знижується. Але команда каже, що мембрана на основі фтора добре врівноважує дві ці властивості, долаючи так звану верхню межу Робсона.
Ще один важливий плюс полягає в тому, що фтор та інші вихідні матеріали видобуваються в достатку, а тому недороги, що допоможе збільшити обсяг виробництва і знизити ціну. У майбутньому команда планує і далі досліджувати механізм селективності фтору за СО2, щоб поліпшити рецептуру.