Es funktioniert wie ein Kaffeefilter und l\u00e4sst harmlose Gase wie Stickstoff in die Atmosph\u00e4re gelangen, und dann kann das Kohlendioxid verarbeitet werden. Das Team ist der Ansicht, dass das System m\u00f6glicherweise zur Verwendung in Kohlendioxid-Trennprozessen eingesetzt werden kann, entweder zum Schutz der Umwelt oder in der Reaktionstechnik.<\/p>\n
Indem sie den teuren Teil der Membran – hergestellt aus Silber – w\u00e4hrend des Membranbetriebs vergr\u00f6\u00dferten, reduzierten sie die Nachfrage nach Silber und die Kosten der Membran drastisch.<\/p>\n
Die Arbeit wurde in Energy and Environmental Science ver\u00f6ffentlicht und Dr. Greg Mutch, NUAcT Fellow der School of Engineering der Newcastle University, UK, erkl\u00e4rt: \u201eWir haben nicht die gesamte Membran aus Silber gebaut, sondern eine kleine Menge Silber hinzugef\u00fcgt und sind gewachsen es innerhalb der Membran f\u00fcgt die gew\u00fcnschte Funktionalit\u00e4t hinzu.<\/p>\n
\u201eAm wichtigsten ist, dass die Leistung der Membran auf dem Niveau liegt, das erforderlich ist, um mit den bestehenden Verfahren zur Kohlenstoffabscheidung wettbewerbsf\u00e4hig zu sein. Tats\u00e4chlich w\u00fcrde dies wahrscheinlich die Gr\u00f6\u00dfe der erforderlichen Ausr\u00fcstung erheblich reduzieren und m\u00f6glicherweise die Betriebskosten senken.\u201c<\/p>\n
Was ist Kohlenstoffabscheidung und warum wird sie ben\u00f6tigt?<\/p>\n
Kohlendioxidemissionen sind der Haupttreiber des Klimawandels. Derzeit ist unser Klima ungef\u00e4hr 1\u00b0 C w\u00e4rmer als vorindustrielle Zeiten. Wir haben bereits genug Kohlendioxid ausgesto\u00dfen, um den Planeten \u00fcber 1,5\u00b0 C hinaus zu erw\u00e4rmen (es gibt eine Verz\u00f6gerung zwischen Emissionen und Erw\u00e4rmung), und wir haben internationale Vereinbarungen getroffen, um sicherzustellen, dass wir 2\u00b0 C nicht \u00fcberschreiten.<\/p>\n
Eine Erw\u00e4rmung \u00fcber 2\u00b0 C hat katastrophale Folgen, einschlie\u00dflich Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit, die Verf\u00fcgbarkeit von Nahrungsmitteln, die Migration in gro\u00dfem Ma\u00dfstab und unsere Umwelt. Wir brauchen dringend neue Materialien und Verfahren, die die Menge an Kohlendioxid reduzieren, die wir an die Atmosph\u00e4re abgeben. Diese Technologien werden als Carbon Capture and Storage (CCS) bezeichnet.<\/p>\n
Obwohl wir gro\u00dfe Anstrengungen mit erneuerbaren Energien und Elektrofahrzeugen unternehmen, wird die Welt immer noch \u00fcberwiegend mit fossilen Brennstoffen betrieben, und es ist sehr unwahrscheinlich, dass wir diesen Beitrag rechtzeitig reduzieren k\u00f6nnen, um die Erw\u00e4rmung auf weniger als 2\u00b0 C zu begrenzen.<\/p>\n
Dar\u00fcber hinaus haben umfangreiche Modellierungs\u00fcbungen wie das Zwischenstaatliche Gremium f\u00fcr Klimawandel wiederholt gezeigt, dass der kosteng\u00fcnstigste Weg zur Verlangsamung der globalen Erw\u00e4rmung immer eine erhebliche Menge an CCS beinhaltet (in Mischung mit beispielsweise Technologien f\u00fcr erneuerbare Energien).<\/p>\n
Die sich selbst bildende Membran<\/p>\n
In einer nie zuvor erprobten und in der Forschungsarbeit beschriebenen Methode wurden Aluminiumoxidtr\u00e4ger in Pellet- und Rohrform verwendet, um die Silbermembran zu z\u00fcchten. Der Membran wurde Silber zugesetzt, und die w\u00e4hrend des Betriebs herrschenden Bedingungen zwangen das Silber, innerhalb der Membran zu wachsen, was eine h\u00f6here Leistung verlieh.<\/p>\n
Mithilfe der R\u00f6ntgen-Mikrocomputertomographie konnte das Team in die Membran schauen und best\u00e4tigen, dass die Permeation von CO2<\/sub> und O2<\/sub> die Selbstorganisation von Silberdendriten stimulierte.<\/p>\n Wichtig ist, dass durch Permeationsmessungen gezeigt wurde, dass die Leistung der Membran auf dem Niveau liegt, das erforderlich ist, um mit bestehenden Kohlenstoffabscheidungsprozessen wettbewerbsf\u00e4hig zu sein. Die Permeabilit\u00e4t der Membran war um eine Gr\u00f6\u00dfenordnung h\u00f6her als erforderlich, und der CO2<\/sub>-Fluss war der h\u00f6chste, der f\u00fcr diese Membranklasse angegeben wurde.<\/p>\n Dr. Mutch f\u00fcgte hinzu: \u201eDiese Einsparungen sind wichtig – die Kosten f\u00fcr die Kohlenstoffabscheidung sind einer der Schl\u00fcsselfaktoren, die die Einf\u00fchrung der Technologie einschr\u00e4nken. Es gibt eine gemeinsame Metrik f\u00fcr die Membranleistung – die \u201eObergrenze\u201c. Da unsere Membran auf einem einzigartigen Transportmechanismus beruht, vermeiden wir die Einschr\u00e4nkungen der meisten Membranmaterialien und gehen weit \u00fcber die Obergrenze hinaus!<\/p>\n “Wir hoffen, dass diese Studie neue Wege zur Bildung von Membranen er\u00f6ffnet, die Kosten senkt und das Interesse an dieser neuen Klasse von Membranen f\u00fcr zuk\u00fcnftige Anwendungen zum Schutz unserer Umwelt weckt.”<\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n