{"id":35818,"date":"2016-07-06T07:26:17","date_gmt":"2016-07-06T05:26:17","guid":{"rendered":"https:\/\/rss.nova-institut.net\/public.php?url=http%3A%2F%2Fwww.innovations-report.de%2Fhtml%2Fberichte%2Fbiowissenschaften-chemie%2Fhochgeschwindigkeitstunnel-fuer-kohlendioxid.html"},"modified":"2021-09-09T21:41:06","modified_gmt":"2021-09-09T19:41:06","slug":"hochgeschwindigkeitstunnel-fuer-kohlendioxid","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/hochgeschwindigkeitstunnel-fuer-kohlendioxid\/","title":{"rendered":"Hochgeschwindigkeitstunnel f\u00fcr Kohlendioxid"},"content":{"rendered":"<p>&nbsp;<\/p>\n<p><strong>Damit weniger klimasch\u00e4dliches Kohlendioxid in die Umwelt gelangt, soll das Gas gespeichert oder, besser noch, als Rohstoff wiederverwendet werden. Erster Schritt ist eine effektive Abtrennung des CO<sub>2<\/sub> aus der Abluft von Kraftwerken und Industrieanlagen, z.B. durch Membranverfahren.<\/strong><\/p>\n<h3>Abtrennung von Kohlendioxid<\/h3>\n<p>In China wurde jetzt ein Ansatz f\u00fcr eine neuartige Membran entwickelt, die auf einer Matrix aus Schichtmineralen und Polymeren basiert. Wie die Wissenschaftler in der Zeitschrift <a href=\"http:\/\/dx.doi.org\/10.1002\/ange.201603211\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Angewandte Chemie<\/a> berichten, dienen die Hohlr\u00e4ume zwischen den mineralischen Schichten als selektive Transportkan\u00e4le f\u00fcr CO<sub>2<\/sub>.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-35892\" src=\"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-content\/uploads\/2016\/06\/AMT_606613.jpg\" alt=\"AMT_606613\" width=\"528\" height=\"200\" srcset=\"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2016\/06\/AMT_606613.jpg 528w, https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2016\/06\/AMT_606613-300x114.jpg 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 528px) 100vw, 528px\" \/><\/p>\n<p>Nicht nur bei Abgasen, auch f\u00fcr viele technische Verfahren spielt die Abtrennung von CO<sub>2<\/sub> eine Rolle. Um etwa Erdgas oder Biogas f\u00fcr verschiedene technische Anwendungen nutzbar zu machen, muss CO<sub>2<\/sub> als st\u00f6rende saure Verunreinigung entfernt werden. Bei bestimmten Gleichgewichtsreaktionen, etwa der Herstellung von Synthesegas, kann die Entfernung von CO<sub>2<\/sub> aus der Mischung die gew\u00fcnschte Reaktion \u201eantreiben\u201c.<\/p>\n<p>Membrantrennverfahren sind im Kommen, verbrauchen sie doch weniger Energie und sind einfacher als herk\u00f6mmliche Trenntechniken. Der Schl\u00fcssel zum Erfolg sind geeignete por\u00f6se Materialien mit hochselektiver Durchl\u00e4ssigkeit. Tonminerale mit einem Schichtaufbau, wie Montmorillonit, sind interessante Kandidaten f\u00fcr die Abtrennung von CO<sub>2<\/sub>: Die R\u00e4ume zwischen den Lagen bilden geradlinige Kan\u00e4lchen, in denen sich austauschbare Ionen befinden.<\/p>\n<p>\u00dcber eine Wahl der Ionen kann die Breite der Kan\u00e4le gesteuert werden. Zudem tragen die Kanalw\u00e4nde Hydroxylgruppen (\u2013OH), die eine hohe Affinit\u00e4t zu CO<sub>2<\/sub>-Molek\u00fclen haben. Die Konstruktion selektiver Hochgeschwindigkeitstransportkan\u00e4le f\u00fcr CO<sub>2<\/sub> h\u00e4ngt allerdings davon ab, dass das Mineral richtig angeordnet vorliegt.<\/p>\n<p>Dies ist dem Team um Zhi Wang und Michael D. Guiver jetzt gelungen. Den Erfolg brachte eine ausgerichtete Einbettung des aluminium- und magnesiumhaltigen Schichtsilikats Montmorillonit in eine Polymermatrix auf einem Substrat: Auf ein por\u00f6ses Polymersubstrat pfropften die Forscher von der Tianjin University sowie dem Collaborative Innovation Center of Chemical Science and Engineering in Tianjin (China) zun\u00e4chst Polyvinylamins\u00e4ure-Ketten auf.<\/p>\n<p>Zwischen diese senkrecht vom Substrat abstehenden Polymerketten f\u00fcgten sie dann Nanopartikel aus Montmorillonit ein, dessen Calciumionen sie zuvor durch Natriumionen ersetzt hatten. Mit einem speziellen Kupplungsreagenz wurden die Mineralschichten mit den Polymerketten fest zu einer gemischten Matrix verbunden. Auf diese Weise verbleiben die Schichten \u2013 und damit auch deren Kan\u00e4lchen \u2013 parallel zu den Polymerketten ausgerichtet. So entsteht eine ultrad\u00fcnne Membran mit geraden Kan\u00e4len, die als Transportwege dienen k\u00f6nnen.<\/p>\n<p>Die OH-Gruppen an den Kanalw\u00e4nden wechselwirken mit dem sauren CO<sub>2<\/sub> und erleichtern dessen Transport. Die Durchl\u00e4ssigkeit der Membran f\u00fcr CO<sub>2<\/sub> ist dadurch deutlich h\u00f6her als f\u00fcr Stickstoff, Methan und Wasserstoff, sodass es aus Gasgemischen abgetrennt werden kann.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>&nbsp; Damit weniger klimasch\u00e4dliches Kohlendioxid in die Umwelt gelangt, soll das Gas gespeichert oder, besser noch, als Rohstoff wiederverwendet werden. Erster Schritt ist eine effektive Abtrennung des CO2 aus der Abluft von Kraftwerken und Industrieanlagen, z.B. durch Membranverfahren. 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