Nieuw ontwikkeld membraan kan broeikasgassen beter scheiden
Een nieuw membraan, ontwikkeld door bio-ingenieurs van de KU Leuven, slaagt er op een efficiënte, snelle en goedkope manier in om CO2 te scheiden van methaan of stikstof.
Het onderzoek, dat gepubliceerd is in het wetenschappelijk tijdschrift Science, vormt een groot potentieel om de industriële uitstoot van CO2 te verminderen.
De huidige membranen zijn nog voor verbetering vatbaar, zegt professor Ivo Vankelecom (KU Leuven). “Een goed membraan is zowel heel selectief als erg doorlaatbaar: het laat alleen het juiste bestanddeel door en dan zoveel mogelijk. De membranen die nu gebruikt worden, scoren meestal slechts op één vlak zeer goed: ofwel zijn ze zeer doorlaatbaar, ofwel zeer selectief.”
De onderzoekers vormden uit 2 materialen, polymeren en zeolieten, één membraan, dat zowel op doorlaatbaarheid als op selectiviteit beter scoort dan de aparte varianten. Polymeren zijn goedkoop en makkelijk om te zetten naar membranen maar laten, behalve CO2, ook andere gassen door.
Door aan het polymeer poreuze anorganische materialen toe te voegen, in dit geval een zeoliet, wordt een zogenaamd organomineraal-membraan gevormd. De combinatie van polymeer en zeoliet verbetert de scheiding aanzienlijk. Het ontwikkelde membraan kan CO2 doorlaten en houdt methaan en stikstof tegen. Biogas en rookgas kunnen zo gefilterd worden tot hun zuivere componenten, die op hun beurt opnieuw gebruikt kunnen worden en niet in de omgeving terechtkomen.
Industriële toepassingen
“Vooral voor industriële toepassingen is dit van groot belang”, zegt professor en mede-onderzoeker Michiel Dusselier (KU Leuven). “Enerzijds wordt zuiverder aard- en biogas gevormd, anderzijds kunnen meer broeikasgassen verwijderd worden en komen ze zo niet in de omgeving terecht. De kanaaltjes in onze zeoliet strekken zich in 3 dimensies en hebben een hele grote affiniteit voor CO2, zodat met dit nieuwe membraan de scheidingen ook voldoende snel gebeuren.”
Het zuivere biogas kan gebruikt worden om elektriciteit op te wekken, auto's te laten rijden, te verwarmen of chemicaliën te maken. Het gezuiverde CO2 kan dan weer ingezet worden in de voedingssector of als grondstof voor chemicaliën. De ontwikkeling van CO2-selectieve membranen kan wereldwijd op grote belangstelling rekenen, omdat de technologie energie-efficiënt en proper is. De gepatenteerde membranen van de onderzoeksgroep worden momenteel opgeschaald voor tests in pilootinstallaties. Nadien kan het hopelijk richting effectieve industriële toepassingen gaan.
