محققان آلمانی موفق به طراحی غشائی شدند که قادر به جذب دیاکسید کربن است. این غشا نسبت به غشاهای رایج در بازار، از نفوذپذیری بیشتری برخوردار است. با استفاده از آن میتوان تا حدی از ورود گاز دیاکسید کربن به جو جلوگیری کرد.
غشاهای دارای لایهی نازک و جذب دیاکسید کربن
محققان آلمانی موفق به طراحی غشائی شدند که قادر به جذب دیاکسید کربن است. این غشا نسبت به غشاهای رایج در بازار، از نفوذپذیری بیشتری برخوردار است. با استفاده از آن میتوان تا حدی از ورود گاز دیاکسید کربن به جو جلوگیری کرد.
سوختن سوختهای فسیلی نظیر زغال سنگ و نفت، سالانه میلیاردها تن گاز گلخانهای را به اتمسفر وارد میکند که در نهایت موجب تغییر آب و هوای زمین میگردد. طبق پیشبینیهای صورتگرفته یک سوم از گاز دیاکسید کربن منتشرشده در اتمسفر، به هنگام فرایند تولید انرژی، ایجاد میشود. یکی از راههای کاهش انتشار این گاز، گیر انداختن آن پیش از انتشار و دفن کردن در دل زمین است که به این فرایند CCS گویند؛ البته پیش از این کار، باید گازهای دیگر به دستآمده از سوختن دیاکسید کربن جدا شود. به کمک فناورینانو میتوان غشاهایی نازک در مقیاس نانومتری ایجاد کرد که این کار را تسهیل کند.
غشاهای فعلی برای استفاده در حجم بالا مناسب نیستند، زیرا نفوذپذیری دیاکسید کربن در آنها بسیار کم است. محققان آلمانی موفق به ساخت غشائی شدهاند که عملکرد بسیار بالایی دارد. آنها در این طراحی از پلیمرهای جاذب دیاکسید کربن استفاده کرده، ضخامت لایه را تا ۱۰۰ نانومتر کاهش میدهند، همچنین سطحی عاری از آسیب دیدگی ایجاد کردند. این لایه نفوذپذیری بالایی نسبت به دیاکسید کربن از خود نشان داد و علاوه بر این پایداری و انتخابگری هم مناسبی داشت.
این گروه پژوهشی که در مؤسسهی تحقیقاتی مواد و پلیمر گشتاخ فعالیت دارند، کوپلیمر چندبلوکهای را ساختند که شامل اکسید پلیاتیلین و پلیبوتیلن ترافتالات درون لایهی نازک کامپوزیتی بود. آنها این ماده را هم در مقیاس آزمایشگاه، و هم مقیاس بزرگتر تولید کردند.
این گروه تحقیقاتی برای تولید غشای مورد نظر خود از یک لایهی میانی به ضخامت کمتر از ۳۰۰ نانومتر استفاده کردند. این لایهی واسطه، نقش محافظ را ایفا میکند و از ورود محلول پلیمری به درون ساختار متخلخل جلوگیری میکند، همچنین موجب صاف شدن سطح غشا نیز میگردد.
نتیجهی تستی که برای مقایسهی این لایهی نازک با غشاهای موجود در بازار انجام شد، نشان داد که این لایه ۲۰ برابر بیشتر از دیگر غشاها نسبت به دیاکسید کربن نفوذپذیر است. طبق آنالیز اقتصادی و فنی این گروه، این غشا میتواند کربن موجود در سیستمهای احتراق زغال سنگی را جذب کند. آنها اظهار داشتند که با استفاده از سیستمهای مرسوم مبتنی بر جذب آمین، هزینهی جذب هر تن دیاکسید کربن۳۰-۵۰ یورو است.
آنها نتایج کار خود را در قالب مقالهای با عنوان «Nanometric thin film membranes manufactured on square meter scale: ultra-thin films for CO2 capture» در شمارهی سپتامبر نشریهی Nanotechnology به چاپ رساندند.
