Litt vann gjør karbonfangst enklere
Antakelig trengs karbonfangst for å få ned nivået av karbondioksid i atmosfæren. Et overraskende materiale kan kanskje hjelpe oss.
Folk som er bekymret for klimaet, er også bekymret for CO2-utslippene. Men utslippene har aldri vært målt høyere enn i fjor. CO2-nivået i atmosfæren kan være høyere enn på 3 millioner år.
Karbonfangst er antakelig nødvendig om vi skal få ned nivået av CO2 i atmosfæren. Men da trenger vi også teknologi og materialer som kan utføre jobben. Nylig fikk vi en ny, lovende og overraskende kandidat.
– Resultatene er først og fremst viktige med tanke på klimaendringene, sier professor Liyuan Deng ved Institutt for kjemisk prosessteknologi ved NTNU.
Professor Deng leder arbeidet ved membranforskningsgruppen ved NTNU, og resultatene deres vekker oppsikt.
- Les også: Stadig billigere å fange CO2
Vannet endret materialet
For å skille karbonet ut av utslipp fra kraftverk som bruker fossile brennstoffer, trenger vi teknologi som kan filtrere utslippene. Membran-teknologi er en sterk kandidat. Disse membranene må altså være både gjennomtrengelige for CO2, samtidig som de kan skille CO2 fra andre gasser, som nitrogen.
– Vi trodde ikke dette materialet var egnet, sier professor Deng.
Men et ganske enkelt grep endret den saken. Den håpløse kandidaten trengte å bli tilsatt et annet stoff for å virke skikkelig. Dette andre stoffet var simpelthen vann.
TESET, før og etter vannbehandlingen. Vannet har endret strukturen i materialiet. Foto: Kenneth P. Mineart, NCSU
Ved å senke membranen ned i vann, og deretter tørke den, endret membranen seg. CO2 trengte gjennom membranen mye mer effektivt, samtidig som membranen ble noe bedre til å filtrere vekk nitrogen.
– Disse membranene er lovende kandidater for teknologier som trengs for karbonfangst, heter det i en artikkel om forskningen som nylig ble publisert i NPG Asia materials, et magasin i Nature-gruppen.
- Les også: – Bare kutt i utslipp monner
TESET
Det aktuelle materialet er en polymer. Polymerer er forholdsvis billige og enkle å lage. Derfor ser mange forskere på dem som lovende kandidater for å skille ulike gasser i den store skalaen som vil trengs. Slike membraner må også være stabile og holde lenge.
En polymer er et stoff som består av kjedeformede molekyler. Polymerer er blant annet vanlige i plast, men finnes også naturlig som blant annet proteiner, cellulose og glass.
På engelsk bærer akkurat denne polymeren navnet poly[tert-butylstyrene-b-(ethylene-alt-propylene)-b-(styrene-r-styrenesulfonate)-b-(ethylene-alt-propylene)-b-tert-butylstyrene].
Noen har heldigvis valgt å kalle den ved kjælenavnet TESET isteden. Materialet er allerede i kommersiell bruk, og finnes derfor lett tilgjengelig.
– Firmaet som sitter på patentet er interessert i det nye anvendelsesområdet, sier professor Deng.
Membranforskningsgruppen ved NTNU leter blant annet etter materialer som kan bidra til å filtrere ut karbondioksid. Foto: NTNU
Membran-gruppen
Akkurat denne forskningen er del av Horizon2020, som er EUs rammeprogram for forskning og innovasjon. Membran-gruppen samarbeider med forskere fra USA og Italia.
Liyuan Deng. Foto: Per Harald Olsen, NTNU
Membranforskningslaboratoriet ved NTNU har en gruppe forskere fra Norge som undersøker membraner fra polymerer som kan brukes til å rense CO2.
Gruppen arbeider også med andre lovende kandidater for CO2-filtrering. Blant disse er membraner som inneholder nanocellulose og grafénoksid. Nanocellulose er et bio-nanomateriale som kan lages av trær fra norske skoger. Grafén er verdens tynneste og sterkeste materiale. Det består av ett lag karbonatomer som er organisert i et sekskantet mønster. Disse materialene har mange spennende egenskaper, og flere grupper ved NTNU ser på praktiske anvendelsesområdet for det.
Alle de publiserte resultatene og artiklene fra membranforskningsgruppen som er tilknyttet Horizon2020 publiseres fritt for alle. Laboratoriet i Trondheim er åpent for forskere fra hele verden som trenger å få utført eksperimenter så sant de får tillatelse og støtte fra EU-prosjektet ECCSEL.
Kilde: Highly CO2-permeable membranes derived from a midblock-sulfonated multiblock polymer after submersion in water. Zhongde Dai, Jing Deng, Hesham Aboukeila, Jiaqi Yan, Luca Ansaloni, Kenneth P. Mineart, Marco Giacinti Baschetti, Richard J. Spontak & Liyuan Deng. NPG Asia Materials volume 11, Article number: 53 (2019)
