Предложена более экологичная и эффективная фильтрация природного газа

Москва, 10:08, 10 Апр 2019, редакция FTimes.ru, автор Евгения Ковалева.

Инженеры из Массачусетского технологического института представили новый тип полимерной мембраны, повышающей эффективность очистки природного газа и одновременно уменьшающая экологические последствия от процесса.

В природном и биогазе могут присутствовать примеси, вроде двуокиси углерода. Для их удаления обычно используют токсичные растворители и большое количество энергии. Мембрана, разработанная в МТИ, очищает газ намного быстрее стандартных методов, сообщает eurekalert.org. Результаты исследования представлены в журнале Advanced Materials.

«Наш дизайн позволяет обработать больше сырья за меньшее время», — сказал Юань Хе, ведущий автор работы.

Существующие мембраны обычно состоят из линейных полимерных волокон, напоминающих спагетти, объяснил профессор Захари Смит, руководивший проектом. Они недостаточно пористые, чтобы обеспечить быстрое движение молекул СО2. Исследователи создали волокна, напоминающие расчески. Щетинки позволили полимерам намного эффективнее разделять газы.

«Мы можем менять характеристики этих ворсинок для точной и систематической настройки свойств материала, — сказал Смит. – Так мы создаем субнаномерные пространства для избирательных проницаемых мембран».

В опытах структура выдерживала беспрецедентное давление подачи СО2 (до 51 бар) без пластической деформации. Максимумом лучших аналогов было 34 бар. Мембрана также в 2000-7000 раз более проницаема, в сравнении с обычными материалами.

Возможность задать свойства подцепочек, ворсинок, до полимеризации упрощает внедрение в продукт желаемых функций.

«Мы можем переключаться на разные задачи, внося небольшие изменения», — сказал Франческо Бенедетти, соавтор работы.

«Расчески» также выдерживают условия, вредящие другим мембранам. Их длинные полимерные волокна пересекаются, создавая твердотельные пленки. Со временем они распадаются, приводя к физической и химической нестабильности. Щетинки соединены одной цепочкой, каркасом, что повышает прочность структуры.

Команда планирует ценить потенциал дизайна для других задач, включая захват и хранение углерода, а также разделение жидкостей.