Nieuwe membranen voor CO2-opslag

Chemisch ingenieurs van het Zwitserse EPFL hebben een nieuwe klasse van high-performance membranen ontwikkeld die kunnen worden ingezet voor de opslag van koolstofdioxide.

Koolstofdioxide kan worden opgeslagen met zogenoemde high-performance membrane. Dit zijn in feite polymeerfilters die CO₂ uit een gasmix kunnen selecteren, bijvoorbeeld bij fabrieksschoorstenen . Deze membranen zijn milieuvriendelijk, ze leveren geen afval op, ze kunnen chemische processen intensiveren en ze kunnen decentraal worden gebruikt. Feitelijk worden ze nu gezien als een van de meest energie-efficiënte routes naar het verlagen van de CO₂-uitstoot.

Een groep wetenschappers onder leiding van Kumar Varoon Agrawal bij EPFL Valais Wallis (een start-up van de Technische Universiteit van Lausanne) heeft nu een nieuwe klasse van deze  high performance membranen ontwikkeld die de afvangdoelstellingen in belangrijke mate overtreft. De membranen zijn gebaseerd op enkellaags-grafeen met een selectieve laag dunner dan 20 nanometer. Ze kunnen chemisch de weg effenen voor de volgende generatie high-performance membranen voor verschillende kritische scheidingen.  

GPU

De huidige membranen moeten 1000 GPU´s (gas permeation unit) overtreffen en hebben een CO₂/N₂ separatiefactor, een meting van hun koolstofvangende specialiteit, van boven de 20. Het nu ontwikkelde membraan komt aan ruim 6.180 GPU's met een separatiefactor 22,5. De GPU's schoten omhoog tot 11.790 toen de wetenschappers geoptimaliseerde grafeen poreusheid combineerden met porieformaat en functionele groepen (de chemische groepen die daadwerkelijk reageren met CO2) terwijl andere membranen die ze maakten separatiefactoren lieten zien tot 57,2. "Dit maakt het voor ons mogelijk te fabriceren nanometerdikke CO₂-selectieve membranen", aldus Agrawal.