p Os engenheiros químicos da EPFL demonstraram pela primeira vez que uma membrana de grafeno com a espessura de um átomo pode separar misturas de gases com alta eficiência. A membrana "definitiva" é escalonável, tornando-se um avanço para a separação de gases industriais. p Separando gases mistos, como o ar, em seus componentes individuais é um processo com múltiplas aplicações industriais, incluindo a produção de biogás, enriquecimento de ar na usinagem de metais, remoção de gases tóxicos do gás natural, e recuperação de hidrogênio de usinas de amônia e refinarias de petróleo.

p A separação do gás geralmente ocorre com o uso de membranas sintéticas feitas de polímeros (por exemplo, celulose) ou outros materiais. Nos últimos anos, a pesquisa se voltou para o que muitos chamam de membrana "definitiva":uma camada de grafeno, um único átomo de espessura, que agora demonstrou ser a barreira molecular mais fina e, portanto, a membrana mais eficiente, oferecendo excelente permeabilidade combinada com robustez e escalabilidade.

p Contudo, o progresso com o desenvolvimento de grafeno encontrou dois "gargalos":primeiro, uma falta de métodos para incorporar poros de tamanho molecular na camada de grafeno, e em segundo lugar, a falta de métodos para realmente fabricar mecanicamente robusto, livre de rachaduras e rasgos, membranas de grande área.

p Agora, em uma descoberta que resolve os dois problemas, a equipe de Kumar Varoon Agrawal da EPFL Valais Wallis desenvolveu uma grande área, membrana de grafeno de camada única que pode separar o hidrogênio do metano com alta eficiência (fator de separação de até 25), e uma permeação de hidrogênio sem precedentes de uma porosidade que era de apenas 0,025%.

p A membrana contém nanoporos para permitir que o hidrogênio penetre, para o que é conhecido como "peneiramento de gás". A membrana manteve-se estável a pressões e temperaturas industriais (pelo menos até 7 bar e 250 ºC). Mas mais importante, a equipe conseguiu produzir uma superfície de 1 milímetro quadrado - significativamente maior do que os relatórios anteriores, onde apenas alguns micrômetros quadrados podem ser sintetizados sem rachaduras. O grupo de Agrawal agora está trabalhando para incorporar maior densidade de nanoporos ao grafeno, para fazer o grafeno realizar seu verdadeiro potencial.

p "A nova técnica para produzir uma camada de grafeno livre de rachaduras irá percorrer um longo caminho para alcançar o desempenho final das membranas de grafeno com espessura de átomo para uma série de separações químicas importantes, incluindo a captura de carbono, recuperação de hidrogênio e purificação de água potável, "diz Agrawal.