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Uma nova classe de membrana autoformada para separar o dióxido de carbono de uma mistura de gases foi desenvolvida por pesquisadores da Universidade de Newcastle.
Operando como um filtro de café, permite gases inofensivos, como nitrogênio, saia para a atmosfera e então o dióxido de carbono pode ser processado.
A equipe acredita que o sistema pode ser aplicável para uso em processos de separação de dióxido de carbono, seja para proteger o meio ambiente ou na engenharia de reação.
Ao fazer crescer a parte cara da membrana - feita de prata - durante a operação da membrana, eles reduziram drasticamente a demanda por prata e o custo da membrana.
O trabalho é publicado em Energia e Ciência Ambiental e Dr. Greg Mutch, NUAcT Fellow da Escola de Engenharia, Newcastle University, O Reino Unido explica, "Não construímos toda a membrana de prata, em vez disso, adicionamos uma pequena quantidade de prata e a cultivamos dentro da membrana, adicionando a funcionalidade que desejamos.
"Mais importante, o desempenho da membrana está no nível necessário para ser competitivo com os processos de captura de carbono existentes - na verdade, provavelmente reduziria significativamente o tamanho do equipamento necessário e reduziria potencialmente os custos operacionais. "
O que é captura de carbono e por que é necessária?
As emissões de dióxido de carbono são o principal impulsionador das mudanças climáticas. Atualmente, nosso clima é aproximadamente 1 ° C mais quente do que os tempos pré-industriais. Já emitimos dióxido de carbono suficiente para aquecer o planeta além de 1,5 ° C (há uma defasagem entre as emissões e o aquecimento), e temos acordos internacionais em vigor para garantir que não passemos de 2 ° C.
O aquecimento além de 2 ° C terá consequências desastrosas, incluindo impactos na saúde humana, disponibilidade de comida, migração em grande escala e nosso ambiente. Precisamos urgentemente de novos materiais e processos que reduzam a quantidade de dióxido de carbono que emitimos para a atmosfera - essas tecnologias são conhecidas como captura e armazenamento de carbono (CCS).
Embora estejamos fazendo grandes esforços com energia renovável e veículos elétricos, o mundo ainda é predominantemente movido a combustíveis fósseis e é muito improvável que consigamos reduzir essa contribuição a tempo de limitar o aquecimento a menos de 2 ° C.
Além disso, grandes exercícios de modelagem, como pelo Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas, mostraram repetidamente que a maneira mais econômica de desacelerar o aquecimento global sempre envolve uma quantidade significativa de CCS (na combinação com, por exemplo, tecnologias de energia renovável).
A membrana de autoformação
Em um método nunca experimentado antes e descrito no artigo de pesquisa, suportes de óxido de alumínio em pelotas e tubulares foram usados para fazer crescer a membrana de prata. Prata foi adicionada à membrana, e as condições experimentadas durante a operação forçaram a prata a crescer dentro da membrana, conferindo maior desempenho.
Usando micro tomografia computadorizada de raios-X, a equipe foi capaz de olhar dentro da membrana e confirmar que a permeação de CO 2 e auto-montagem estimulada por O2 de dendritos de prata.
Mais importante, o desempenho da membrana foi mostrado por meio de medições de permeação no nível necessário para ser competitivo com os processos de captura de carbono existentes. A permeabilidade da membrana foi uma ordem de magnitude maior do que a necessária, e o fluxo de CO 2 foi o mais alto relatado para esta classe de membrana.
Dr. Mutch acrescentou:"Essas economias são importantes - o custo da captura de carbono é um dos principais fatores que limitam a absorção da tecnologia. Há uma métrica comum para o desempenho da membrana - o" limite superior ". Como nossa membrana depende de um único mecanismo de transporte, evitamos as limitações da maioria dos materiais de membrana e vamos muito além do limite superior!
"Esperamos que este estudo inspire novas maneiras de formar membranas, que reduzem os custos, além de despertar o interesse por essa nova classe de membrana para futura aplicação na proteção do meio ambiente. "
