Команда ученых из Японии, Гонконга и Великобритании разработала смешанную матричную мембрану — тонкий полимерный фильтр, способный сделать более эффективным процесс улавливания и хранения углекислого газа.

Проблема выбросов СО₂ в атмосферу приобрела в XXI веке колоссальные размеры, считает профессор Эсан Сивания, руководитель исследования. Крупнейшие угольные электростанции выделяют за один день достаточно углекислого газа, чтобы заполнить объем пирамиды Хеопса 12 раз. А таких станций в мире более пяти тысяч. Миру остро необходима эффективная технология улавливания и хранения диоксида углерода.

До сих пор полимерные мембраны для этих задач широко не применялись. Либо они слишком медленно справлялись со своей работой, либо их способность к сепарации газов была слишком низкой. Так или иначе, стоимость технологии оказывалась непомерной для массового внедрения. Смешанные матричные мембраны для сепарации газа обладают повышенной избирательной способностью по сравнению с матрицами из чистых полимеров, но обычно страдают от низкой проницаемости, что также негативно сказывается на стоимости процесса.

Изобретение международной группы ученых лишено этих недостатков: смешанная мембрана в достаточной мере избирательна, а в результате эффективного распределения добавок из металл-органических каркасных структур (MOF) потери в проницаемости минимальны. Наноразмер MOF повышает их дисперсию по полимерной матрице, что сводит на нет образование микропор вокруг частиц. А аминирование — введение аминогруппы NH2 в молекулы органических соединений — этих MOF увеличивает их взаимодействие с полимерной матрицей, что приводит к росту жесткости и селективности всего композитного материала.

Эффективность смешанной матрицы прошла проверку в трех различных полимерных системах и подвергалась воздействию давления и температуры в диапазоне, соответствующем условиям улавливания CO₂, пишет EurekAlert.

Совсем недавно в Швейцарии открылся первый в мире завод по улавливанию углекислого газа и переработке его в тепло. Вентиляторы на заводе всасывают воздух, фильтруют CO₂, а выделяемое тепло поставляется в теплицы по подземному трубопроводу. В год завод способен переработать 900 тонн СО2.