As cadeias poliméricas seletivas de CO2 ancoradas no grafeno puxam efetivamente o CO2 de uma mistura de gases de combustão. Crédito:KV Agrawal (EPFL)
CO 2 produzido a partir da queima de combustíveis fósseis ainda é principalmente liberado na atmosfera, aumentando o fardo do aquecimento global. Uma maneira de cortar CO 2 níveis é por meio da captura de carbono, uma técnica química que remove CO 2 das emissões ("pós-combustão"), impedindo-o de entrar na atmosfera. O CO capturado 2 pode então ser reciclado ou armazenado na forma de gás ou líquido, um processo conhecido como sequestro.
A captura de carbono pode ser feita usando membranas de alto desempenho, que são filtros de polímero que podem selecionar especificamente CO 2 de uma mistura de gases, como as emitidas pela chaminé de uma fábrica. Essas membranas são ecologicamente corretas, eles não geram resíduos, eles podem intensificar os processos químicos, e pode ser usado de forma descentralizada. Eles são agora considerados como uma das rotas mais eficientes em termos de energia para reduzir o CO 2 emissões.
Cientistas liderados por Kumar Varoon Agrawal na EPFL Valais Wallis desenvolveram agora uma nova classe de membranas de alto desempenho que excede os alvos de captura pós-combustão por uma margem significativa. As membranas são baseadas em grafeno de camada única com uma camada seletiva mais fina que 20 nm, e tem química altamente sintonizável, o que significa que podem abrir caminho para membranas de alto desempenho de próxima geração para várias separações críticas.
As membranas atuais devem exceder 1000 unidades de permeação de gás (GPUs), e ter um CO 2 / Fator de separação N2 acima de 20 - esta é uma medida de sua especificidade de captura de carbono. As membranas que os cientistas da EPFL desenvolveram mostram CO seis vezes maior 2 permeance em 6, 180 GPUs com um fator de separação de 22,5. As GPUs aumentaram para 11, 790 quando os cientistas combinaram a porosidade de grafeno otimizada, tamanho dos poros, e grupos funcionais (os grupos químicos que realmente reagem com CO 2 ), enquanto outras membranas que eles fizeram mostraram fatores de separação de até 57,2.
"Funcionalizando CO 2 -cadeias poliméricas seletivas em grafeno nanoporoso nos permite fabricar nanômetros de espessura, mas CO 2 - membranas seletivas, "diz Agrawal." Esta natureza bidimensional da membrana aumenta drasticamente o CO 2 permeance, tornando as membranas ainda mais atraentes para a captura de carbono. O conceito é altamente genérico, e uma série de separações de gás de alto desempenho são possíveis dessa forma. "
