O gás natural ou biogás sempre precisa ser purificado antes do uso. Primeiro, as moléculas de metano (em preto e branco) são separadas do CO 2 moléculas (em vermelho e preto) por meio de membranas com minúsculos poros através dos quais apenas o CO 2 pode passar. Após o processo de purificação, o metano pode ser usado como combustível, para aquecimento, ou para a produção de produtos químicos. Crédito:KU Leuven - Verbeke
Para tornar o gás natural e o biogás adequados para uso, o metano deve ser separado do CO 2 . Isso envolve o uso de membranas, filtros que param o metano e permitem o CO 2 passar através. Pesquisadores da KU Leuven (Universidade de Leuven), Bélgica, desenvolveram uma nova membrana que torna o processo de separação muito mais eficaz.
Ao extrair gás natural ou produzir biogás, é tudo sobre o metano. Mas o metano nunca é encontrado em sua forma pura. Gás natural, por exemplo, sempre contém um pouco de dióxido de carbono, às vezes até 50 por cento. Para purificar o metano - ou, em outras palavras, para remover o CO 2 —A indústria freqüentemente usa membranas. Essas membranas funcionam como peneiras moleculares que separam o metano e o CO 2 . O metano pode então ser usado como fonte de energia para aquecimento, para a produção de produtos químicos, ou como combustível, enquanto o CO 2 pode ser reutilizado como um bloco de construção para combustíveis e produtos químicos renováveis.
Membranas existentes ainda precisam ser melhoradas para CO eficaz 2 separação, diz o professor Ivo Vankelecom da Faculdade de Engenharia de Biociências da KU Leuven. "Uma membrana eficaz permite apenas o CO 2 passar através, e tanto quanto possível. As membranas comercialmente disponíveis vêm com um trade-off entre seletividade e permeabilidade:elas são altamente seletivas ou altamente permeáveis. Outro problema importante é o fato de que as membranas plastificam se a mistura de gás contiver muito CO 2 . Isso os torna menos eficientes:quase tudo pode passar por eles, de modo que a separação de metano e CO 2 falha. "
As melhores membranas disponíveis consistem em uma matriz polimérica contendo um enchimento, por exemplo, uma estrutura metal-orgânica (MOF). Este preenchimento MOF tem poros em nanoescala. O novo estudo mostrou que as características de tal membrana melhoram significativamente com um tratamento térmico acima de 160 graus Celsius durante o processo de produção. "Você obtém mais ligações cruzadas na matriz polimérica - a rede se adensa, por assim dizer, o que melhora o desempenho da membrana, porque não pode mais plastificar. Nessas temperaturas, a estrutura do MOF - o preenchimento - muda, e se torna mais seletivo. Finalmente, o tratamento de alta temperatura também melhora a adesão polímero-enchimento - a mistura de gás não pode mais escapar por pequenos orifícios na interface enchimento-polímero. "
Isso dá à nova membrana a maior seletividade já relatada, enquanto evita a plastificação quando a concentração de CO 2 é alto. "Se você começar com um CO 50/50 2 / mistura de metano, esta membrana fornece 164 vezes mais CO 2 do que o metano após a permeação através da membrana, "Dr. Lik Hong Wee explica." Estes são os melhores resultados já relatados na literatura científica. "
