Lastfartyg är bland de ledande föroreningskällorna på planeten. Med start 2020, dock, strängare svavelutsläppsnormer träder i kraft. En lågkostnadslösning för att nå de nya målen kan komma från en EPFL-start, som utvecklar ett nanostrukturerat filter för användning i ett fartygs avgasstaplar.

Runt 55, 000 lastfartyg trafikerar haven varje dag, drivs av ett bränsle som är smutsigare än diesel. Och på grund av slapp standard, Sjötransporter har framträtt som en av de ledande utsläpparna – vid sidan av flygtransporter – av kväveoxid och svavel. Men Internationella sjöfartsorganisationen har antagit strängare utsläppsgränser, med nya standarder som träder i kraft 2020. Som svar, en EPFL start-up utvecklar en billig och miljövänlig lösning:ett filter som kan installeras i fartygens avgasstaplar. Uppstarten, Daphne Technology, skulle kunna göra bra ifrån sig på denna enorma marknad.

Sänker svavelutsläppen till under 1 %

Under laboratorieförhållanden, det nanostrukturerade filtret kan minska svavelutsläppen till under 1 % och kväveoxidutsläppen till 15 % av de nuvarande standarderna. Detta är en stor förbättring, eftersom de nya standarderna kommer att kräva en minskning av svavelutsläppen med cirka 14%.

Att tillverka filtren liknar tillverkning av solceller. En tunn metallplatta – titan i detta fall – är nanostrukturerad för att öka dess yta, och ett antal ämnen deponeras i extremt tunna lager. Plattorna placeras sedan vertikalt och jämnt fördelade, skapar kanaler genom vilka de giftiga gaserna färdas. Gaserna fångas upp av de nanostrukturerade ytorna. Detta tillvägagångssätt anses vara miljövänligt eftersom ämnena i filtret är designade för att återvinnas. Och själva avgaserna blir inert och kan användas i en mängd olika produkter, som gödselmedel.

De största utmaningarna nu är att hitta ett sätt att göra dessa filter på stora ytor, och för att få ner kostnaderna. Det var vid EPFL:s schweiziska plasmacenter som forskaren Mario Michan hittade en maskin som han kunde modifiera för att tillgodose hans behov:den använder plasma för att avsätta tunna lager av ämnen. Nästa steg är att ta fram en prototyp som kan testas under verkliga förhållanden.

Idén att lösa problemet med utsläpp av giftiga gaser kom till forskaren efter att ha arbetat på handelsfartyg samtidigt som han avslutade sin masterexamen i mikroteknik. Det tog flera år, några tekniker som han plockade upp i de olika labb där han arbetade, och några patent för Michan för att göra framsteg på sitt projekt. Det var medan han arbetade inom ett annat område på CERN och observerade tekniken som används för att täcka insidan av partikelacceleratorer som han upptäckte en process som behövs för sitt ursprungliga koncept. Ett EPFL-patent som binder samman de olika aspekterna av tekniken och flera tillverkningshemligheter bör lämnas in i år.

Enligt Europeiska miljöbyrån, handelsfartyg avger 204 gånger mer svavel än miljarder bilar på vägarna över hela världen. Michan uppskattar att hans nanostrukturerade filter, om de användes av alla lastfartyg, skulle minska dessa utsläpp till ungefär dubbelt så hög nivå som alla bilar avger, och fartygen skulle inte behöva byta till ett annat bränsle. Det finns andra lösningar, men hans marknadsundersökning visade att de alla saknades på något sätt:"Marindiesel är renare men mycket dyrare och skulle öka bränslekostnaderna med 50% enligt fartygsägare. Och den andra tekniken som har föreslagits kan inte användas på båtar eller så minskar de bara på svavelutsläppen utan att ta itu med problemet med kväveoxid."