Le catene polimeriche selettive per la CO2 ancorate al grafene estraggono efficacemente la CO2 da una miscela di gas di scarico. Attestazione:KV Agrawal (EPFL)
CO 2 prodotto dalla combustione di combustibili fossili è ancora in gran parte rilasciato nell'atmosfera, aggiungendo al peso del riscaldamento globale. Un modo per ridurre la CO 2 livelli avviene attraverso la cattura del carbonio, una tecnica chimica che rimuove la CO 2 dalle emissioni ("postcombustione"), impedendogli di entrare nell'atmosfera. La CO . catturata 2 possono quindi essere riciclati o stoccati in forma gassosa o liquida, un processo noto come sequestro.
La cattura del carbonio può essere effettuata utilizzando membrane ad alte prestazioni, che sono filtri polimerici in grado di rilevare in modo specifico la CO 2 da una miscela di gas, come quelli emessi dalla canna fumaria di una fabbrica. Queste membrane sono rispettose dell'ambiente, non generano rifiuti, possono intensificare i processi chimici, e può essere utilizzato in modo decentralizzato. Sono ora considerati uno dei percorsi più efficienti dal punto di vista energetico per ridurre la CO 2 emissioni.
Gli scienziati guidati da Kumar Varoon Agrawal dell'EPFL Valais Wallis hanno ora sviluppato una nuova classe di membrane ad alte prestazioni che supera di un margine significativo gli obiettivi di cattura post-combustione. Le membrane sono a base di grafene monostrato con uno strato selettivo più sottile di 20 nm, e hanno una chimica altamente sintonizzabile, il che significa che possono aprire la strada a membrane ad alte prestazioni di prossima generazione per diverse separazioni critiche.
Le membrane attuali devono superare le 1000 unità di permeazione del gas (GPU), e avere una CO 2 Fattore di separazione /N2 superiore a 20:questa è una misura della loro specificità di cattura del carbonio. Le membrane sviluppate dagli scienziati dell'EPFL mostrano una CO . sei volte superiore 2 permeabilità a 6, 180 GPU con un fattore di separazione di 22,5. Le GPU sono arrivate fino a 11, 790 quando gli scienziati hanno combinato la porosità ottimizzata del grafene, dimensione dei pori, e gruppi funzionali (i gruppi chimici che reagiscono effettivamente con la CO 2 ), mentre altre membrane da loro realizzate hanno mostrato fattori di separazione fino a 57,2.
"Funzionalizzare la CO 2 - le catene polimeriche selettive su grafene nanoporoso ci consentono di fabbricare CO . di spessore nanometrico ma 2 -membrane selettive, " dice Agrawal. "Questa natura bidimensionale della membrana aumenta drasticamente la CO 2 permeanza, rendendo le membrane ancora più attraenti per la cattura del carbonio. Il concetto è molto generico, e in questo modo sono possibili una serie di separazioni di gas ad alte prestazioni."
