Neue MIT-Membran saugt CO2 aus dem Abgas
Quasikontinuierlicher Reinigungsprozess bei nur geringem Energieverbrauch umgesetzt
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Membranen: links mit und rechts ohne Goldbeschichtung (Foto: F. Frankel/mit.edu) |
Cambridge (pte002/20.10.2020/06:05) Mit einer durch elektrische Impulse steuerbaren Membran trennen Forscher am Massachusetts Institute of Technolgy (MIT) http://mit.edu CO2 aus einem Abgasstrom oder aus der Luft ab. Dabei gewinnen sie in einem quasikontinuierlichen Prozess reines CO2, das sich nutzen oder endlagern lässt. Die Membran ändert ihre Durchlässigkeit für die Moleküle, die im Abgas oder in der Luft vorhanden sind, wenn sie elektrisch angeregt wird. Dazu ist laut Chemieprofessor T. Alan Hatton und Postdoc Yayuan Liu nur wenig Energie nötig.
Gold für elektrische Leitfähigkeit
Die neue Membran hat eine bienenwabenförmige Struktur und besteht aus Aluminium, dessen Oberfläche oxidiert ist. Eine hauchdünne Schicht aus Gold sorgt für elektrische Leitfähigkeit. Diese wird genutzt, um den Durchlass zu öffnen und zu schließen. Im offenen Zustand passieren die CO2-Moleküle die Membran. Eingefangen werden sie von einem Material, das sie ansaugt wie ein Schwamm Wasser. Ist dieses gesättigt, wird die Membran elektrisch angeregt, sodass sich ihre Poren schließen. Das gesammelte CO2 wird dann das als reiner Gasstrom frei und der Prozess beginnt von vorn.
Im MIT-Gerät sind mehrere dieser Abtrenneinheiten. Die Hälfte der Membranen ist geschlossen, die andere geöffnet. Das bedeutet, dass die eine Hälfte CO2 sammelt, die andere setzt es frei. Sind beide Prozesse abgeschlossen, werden die Membranen umgeschaltet, sodass weiterhin CO2 adsorbiert wird, während zugleich CO2 freigesetzt wird. "Unser Ansatz vermeidet viele Prozessprobleme, die bei einem herkömmlichen Mehrsäulensystem auftreten", so Hatton. Bei diesen Verfahren müssten Adsorber, wenn sie gesättigt sind, abgeschaltet, gespült und regeneriert werden, bevor sie erneut eingesetzt werden, um den nächsten Adsorptionszyklus zu beginnen. "In unserem System sind keine Spülschritte erforderlich und alle Schritte erfolgen sauber innerhalb des Geräts", sagt Hutton.
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