Feil 503 Backend-henting mislyktes


En ny membran kan drastisk redusere energiforbruket og karbondioksidutslippene på flere forskjellige typer kjemiske prosessanlegg. Ingeniører har utviklet en ny måte å skille kjemikalier som kan drastisk kutte energien som kreves for å lage brensel eller syntetiske polymerer. Prosessen kan kutte energien som trengs i separasjonstrinnene i halvparten og spare 2 milliarder dollar i året i energikostnadene i USA, og avverge 45 millioner tonn CO2-utslipp rundt om i verden årlig. Forsk

En ny membran kan drastisk redusere energiforbruket og karbondioksidutslippene på flere forskjellige typer kjemiske prosessanlegg.

Ingeniører har utviklet en ny måte å skille kjemikalier som kan drastisk kutte energien som kreves for å lage brensel eller syntetiske polymerer.

Prosessen kan kutte energien som trengs i separasjonstrinnene i halvparten og spare 2 milliarder dollar i året i energikostnadene i USA, og avverge 45 millioner tonn CO2-utslipp rundt om i verden årlig.

Forskere utviklet en membran som kunne skille mellom svært nært besluttede molekyler og kunne overleve under forhold som ville føre til at eksisterende membraner falt fra hverandre, og åpnet en helt ny serie applikasjoner. De publiserte sine funn i forrige uke i tidsskriftet Science .

Benjamin McCool, medforfatter og avansert forskningsmiljø hos Exxon Mobil Corp, forklarte at separasjon av kjemikalier er et langvarig industrielt problem, og at oppover 10 prosent av verdens energibehov går til disse prosessene, som å fjerne salt fra sjøvann.

Mellom 40 og 60 prosent av energien som brukes til å lage rent vann, går brensel og industrielle kjemikalier mot separasjon.

I dette tilfellet så forskerne på å skille en klasse av organiske forbindelser kalt xylener.

"Det er en separasjon vi har jobbet med på Exxon Mobil fra 1990-tallet, " sa McCool.

Xylener er forløpere for materialer som polyestere og er viktige industrielle løsningsmidler. Imidlertid kommer de i flere varianter som bruker de samme atomkomponentene, men legger dem på forskjellige måter. Dette betyr at de har overlappende egenskaper som masse og kokepunkter, så konvensjonelle separasjonsteknikker som destillasjon er ikke like effektive, og andre krever mye energi for å fortelle disse svært liknende molekylene fra hverandre.

"Vi snakker veldig, veldig små forskjeller, " sa McCool. "De varierer i størrelse med en tiendedel av et nanometer."

Forskerne bestemte seg for å finne frem til en metode som ville fungere ved romtemperatur, redusere energibehovet og bygge det fra hyllekomponenter, redusere kostnadene.

Prosessen, som kalles omvendt osmose, er den samme teknikken som mange avsaltningsanlegg bruker til å produsere drikkevann fra havet. Disse plantene bruker en membran for å tillate vann og forhindre salt i å strømme gjennom når trykk påføres på den ene siden.

Men disse membranene er laget av organiske polymerer, slik at de ville oppløse eller hovne opp hvis de ble brukt i en organisk løsning. Og separering av organiske forbindelser krever mye høyere trykk enn avsalting.

"Dagens avsaltningsmembraner ville ikke være kjemisk stabile" for å skille xylener, sa McCool. "Denne membranen må være sterkere."

I stedet brukte forskerne en syntetisk karbonmembran til å fungere som en molekylsikt.

«Måten vi lager membranen på, begynner vi med en kommersielt tilgjengelig polymer fordi vi ønsker en syn på kommersialisering, » sa medforfatter Ryan Lively, en assisterende professor i kjemisk og biomolekylær prosjektering ved Georgia Institute of Technology.

Teamet spunnet deretter polymeren i hule fibre, kjemisk tverrbundet dem sammen og pyrogerte deretter materialet for å lage en karbonfibermembran.

"Pyrolysestammen påvirker hvor nær poreveggene er, " sa Lively. Dette kan endres for å justere membranen for å tjene i forskjellige applikasjoner.

Ved bruk i skala skal membranen for å skille organiske kjemikalier dramatisk krympe karbonavtrykket for å lage brensel eller plast. "Vi ser på en 10- til 20-ganger reduksjon i energiintensitet, " sa Lively.

Akkurat nå skjønt, er forskerne fortsatt på benk-scenen og ser på å skala opp membranene og teste dem i forskjellige applikasjoner.

"Vi tenker på tøffe utfordringer innen vann og farmasøytisk produksjon, " sa Lively. "Vi tror at membraner har en god sjanse."

Reprinted from ClimateWire med tillatelse fra Environment & Energy Publishing, LLC. E & E gir daglig dekning av viktige energi- og miljønyheter på www.eenews.net. Klikk her for den opprinnelige historien.

Nobelforsker slutter i skandalvåpenGjelder den foreslåtte loven om beskyttelse mot husholdningsbrensel en forbruk på forbrukerne?Alvorlige endringer mulig for nasjonale sikkerhetspolitikker om klimaendringerPlanlegg ferien din på den grønneste måtenHuman Sewage Identifisert som Coral KillerVann ned fiskeminbassengetHvor er min elefant?  High-Tech Collars Spore Wildlife i sanntidHvorfor VR vil ikke erstatte filmer