TESET, före och efter vattenbehandling. Vattnet har förändrat strukturen i materialet. Kredit:Kenneth P. Mineart, NCSU
Klimatoro går hand i hand med CO 2 utsläppsproblem. Utsläppen nådde rekordnivån förra året. Kompaniet 2 nivån i atmosfären kan vara högre än den har varit på 3 miljoner år.
Kolavskiljning kommer sannolikt att vara nödvändig för att minska nivån av CO 2 i atmosfären. För att åstadkomma det, vi behöver tekniken och materialen för att göra jobbet. Nyligen har en lovande och överraskande ny kandidat dykt upp.
"Resultaten är först och främst viktiga när det gäller klimatförändringar, " säger professor Liyuan Deng vid Norges tekniska universitets (NTNU) avdelning för kemiteknik.
Professor Deng leder arbetet i membranforskargruppen vid NTNU, och deras resultat får uppmärksamhet.
Kraftverk som använder fossila bränslen kräver ett membran som kan filtrera utsläppen och separera ut kolet. Dessa membran måste båda vara permeabla för CO 2 och även separera CO 2 från de andra gaserna, såsom kväve.
"Vi trodde inte att det här membranmaterialet skulle vara lämpligt, säger Deng.
Men ett enkelt drag ändrade det. Den hopplösa membrankandidaten behövde ett annat ämne för att fungera korrekt. Detta andra ämne var helt enkelt — vatten.
Genom att sänka membranet i vatten och sedan torka ut det igen, membranet genomgick en förändring. CO 2 penetrerade membranet mycket mer effektivt, och membranet var något bättre på att filtrera bort kväve.
NPG Asia Materials , en tidskrift i Nature-gruppen, publicerade nyligen en artikel om NTNU-forskningen. Författarna skrev att "dessa nanostrukturerade membran utgör lovande kandidater för gasseparationsteknologier inriktade på CO 2 fånga."
TESET
Materialet i fråga är en polymer. Polymerer är relativt billiga och lätta att göra. Många forskare ser dem därför som lovande kandidater för att separera olika gaser i den stora skala som kommer att behövas för att klara klimatförändringarna. Membranen ska också vara stabila och hållbara.
En polymer är ett ämne som består av långkedjiga molekyler. Många plaster är polymerer, men de finns också i naturen som proteiner, cellulosa och glas, till exempel.
Denna speciella polymer bär namnet poly[tert-butylstyren-b-(etylen-alt-propylen)-b-(styren-r-styrensulfonat)-b-(etylen-alt-propylen)-b-tert-butylstyren].
Lyckligtvis, någon gav den smeknamnet TESET istället. Materialet är redan i kommersiellt bruk och är därför lättillgängligt.
"Företaget som innehar patentet är intresserad av detta nya användningsområde, säger Deng.
Membranforskningslaboratoriet vid NTNU är värd för den enda gruppen i Norge som studerar membran från polymerer som kan användas för att filtrera CO 2 från luften. Vissa enskilda forskare arbetar med samma material, medan andra grupper tittar på oorganiska membran. Forskningen om membran i Norge som helhet är ganska avancerad, och kanske till och med banbrytande, enligt professorn.
Denna speciella forskning är en del av Horizon 2020, EU:s ramprogram för forskning och innovation.
Gruppen arbetar också med andra lovande kandidater för CO 2 filtrering. Bland dessa finns membran gjorda av grafenoxid. Grafen är världens tunnaste och starkaste material. Den består av ett lager av kolatomer organiserade i ett hexagonalt mönster. Materialet har många spännande egenskaper, och flera grupper vid NTNU tittar på de praktiska användningsområdena för det.
Alla publicerade resultat och artiklar från membranforskningsgruppen associerad med Horizon 2020 är fritt tillgängliga för allmänheten, och Trondheimslaboratoriet är öppet för forskare från hela världen för att utföra experiment, så länge de får tillstånd och stöd från EU ECCSEL-projektet.
