راهکار نانویی برای جذب دی‌اکسید کربن بدون نیاز به انرژی زیاد

به گفته گروه علمی IRNA روز سه شنبه ، یک تیم تحقیقاتی EPFL توانسته است یک روش ابتکاری برای تولید غشای گرافن با کیفیت بالا و با کیفیت صنعتی ایجاد کند ، که می تواند دی اکسید کربن (CO2) را به طور مؤثر از سایر گازها جدا کند. این پیشرفت می تواند به میزان قابل توجهی هزینه ها و نیاز به فن آوری های جذب کربن را کاهش داده و روشی عملی تر برای استفاده از این فناوری برای کاهش تغییرات آب و هوایی فراهم کند.

این غشاهای گرافن به جای فرآیندهای شیمیایی کارآمد ، از روش جدیدی برای تولید و فرآیند تصفیه فشار استفاده می کنند. این پیشرفت می تواند هزینه ها و نیاز به فن آوری های جذب کربن را کاهش داده و به گسترش کاربرد عملی این فناوری برای کاهش تغییرات آب و هوایی کمک کند.

دی اکسید کربن از گیاهان صنعتی برای مقابله با تغییرات آب و هوایی ضروری است ، اما روش های فعلی این فرآیند اغلب پرهزینه و ناکارآمد است. گرافن ، ماده ای با سوراخ های کوچک ، پتانسیل بالایی برای جداسازی دی اکسید کربن از سایر گازها دارد و می تواند این روند را کارآمدتر کند.

با این حال ، تولید غشاهای گرافن با کیفیت بالا در مقیاس صنعتی به دلیل نیاز به مواد گران قیمت مانند ورق های مس و روش های حساس که ممکن است منجر به نقص ساختاری شود ، چالش برانگیز است. بنابراین ، تیم تحقیقاتی EPFL روش جدیدی برای حل این مشکل پیدا کرده است.

تیم تحقیقاتی EPFL توانست با استفاده از نوعی رشد گرافن روی ورق های مس ارزانتر و استفاده از ازن برای حکاکی سوراخ های کوچک ، غشای گرافن تولیدی بالا و انبوه را بسازد. این روش اجازه می دهد تا توزیع یکنواخت سوراخ ها به سطح گسترده ای باشد و آن را برای استفاده صنعتی مقیاس پذیر می کند.

این تیم همچنین یک روش جدید برای انتقال گرافن طراحی کرده است که به جای گرافن شناور روی پشتیبانی ، آن را مستقیماً به ماژول غشایی منتقل می کند ، که به جلوگیری از شکنندگی غشایی و کاهش سرعت خرابی کمک می کند.

این غشاهای بزرگ و بزرگ (۲ سانتی متر مربع) (۲ سانتی متر مربع) از انتخاب دی اکسید کربن بالا و نفوذپذیری گاز برخوردار هستند و راندمان بالاتری نسبت به روشهای جذب دی اکسید کربن سنتی دارند. استفاده از فرآیند اکسیداسیون به تیم تحقیق اجازه می دهد تا چگالی سوراخ های دی اکسید کربن انتخابی را افزایش داده و عملکرد غشایی را به میزان قابل توجهی بهبود بخشد.

بر خلاف روشهای جذب دی اکسید کربن سنتی که به فرآیندهای شیمیایی پر انرژی نیاز دارند ، این غشاهای گرافن از یک فرآیند تصفیه فشار استفاده می کنند که نیازی به گرما ندارد ، به این معنی که انرژی کمتری مصرف می شود و جذب کربن کارآمدتر و عملی تر خواهد بود.

این روش محدود به جذب دی اکسید کربن نیست. همچنین می تواند در درمان هیدروژن و تولید اکسیژن استفاده شود. با فرآیند تولید مقیاس پذیر و مقرون به صرفه که توسط تیم EPFL توسعه یافته است ، غشاهای گرافن به مرحله ای نزدیکتر هستند که می تواند از نظر تجاری مورد استفاده قرار گیرد و فناوری های جذب کربن و تصفیه گاز را متحول کند.

این تحقیق با همکاری تیم های مختلف انجام شده است و جزئیات بیشتر در ژورنال Nature Nature Fendering Fendering منتشر شده است.