غشای جدیدی که توسط محققان دانشگاه Twente در هلند توسعه یافته است، میتواند به مدت طولانی دمای بالا را تحمل کند. این «غربال مولکولی» میتواند آب را به عنوان مثال از حلالها یا سوختهای زیستی جدا کند.
صرفهجویی انرژی در تولید سوختهای زیستی با استفاده از نانوغربالها
این روش نسبت به روشهای موجود همانند تقطیر انرژی بسیار کمی استفاده میکند. این دانشمندان که با محققانی از مرکز تحقیقات انرژی هلند (ECN) و دانشگاه آمستردام همکاری داشتهاند، این اختراع خود را در Chemical Communications منتشر کردهاند.
این غشای جدید حتی پس از ۱۸ ماه استفاده و قرار گرفتن به صورت مداوم در دمای ۱۵۰ درجه سانتیگراد کارایی خود را حفظ می کند. غشاهای سرامیکی و پلیمری موجود زمانی که در معرض دمای بالا و آب قرار میگیرند، مدت زمان بسیار کمتری دوام میآورند. این محققان با ترکیب بهترین غشاهای پلیمری و سرامیکی نوعی ماده هیبریدی به دست آورده و آن را به عنوان غشا مورد استفاده قرار دادند. نتیجه حاصله غشایی با حفرات کوچک است که تنها اجازه عبور مولکولهای کوچک را میدهد.
غشاهای سرامیکی ساخته شده از سیلیکا با آب و بخار واکنش داده و تجزیه می شوند. بنابراین در غشای جدید بخشهایی از اتصالات سرامیکی با اتصالات آلی جایگزین شدهاند. با این کار آب دیگر نمیتواند به غشا حمله کند. تولید این غشای جدید سادهتر از غشای سرامیکی است، زیرا این غشا انعطافپذیر بوده و ترک نمیخورد. چیزی که میان این غشای جدید و غشای سرامیکی مشترک است، جریان سریع است. مزیت سرعت بالا این است که سطح غشا میتواند کوچک نگه داشته شود.
این غشای جدید را میتوان برای خشک کردن حلالها و سوختهای زیستی که بازار بالقوه بزرگی در دنیا دارند، مورد استفاده قرار داد. مزیت اصلی این غشا این است که نسبت به روشهای تقطیر معمول انرژی بسیار کمتری مصرف میکند. این محققان همچنین فرصتهایی برای جداسازی هیدروژن از مخلوط گازها پیشبینی میکنند. این کاربرد مصارف گستردهای در انرژی تجدیدپذیر خواهد داشت. جدای از این غشاهای هیبریدی برای نمکزدایی از آب مناسب هستند. با استفاده از یک غشای هیبریدی که بسیار کوچکتر از نوع پلیمری خود است، میتوان همان نتایج را به دست آورد.
این نتایج با همکاری نزدیک دانشمندانی از گروه علوم مواد معدنی از موسسه نانوفناوری MESA+، بخش کارایی انرژی در صنعت ECN، و دانشگاه آمستردام به دست آمده است. این اختراع در سراسر دنیا به ثبت رسیده است.