ساخت غشایی که CO۲ را از بقیه گازها جدا می‌کند

ايسنا/ دانشمندان غشاي جديدي ابداع کرده‌اند که گاز کربن دي اکسيد را از ساير گازها جدا مي‌کند. دانشمندان نوع جديدي از غشاي نقره خودمونتاژ را ايجاد کرده‌اند که مي‌تواند براي گرفتن انتشار کربن دي اکسيد(CO۲) قبل از اينکه شانس انتشار در جو را داشته باشد، مورد استفاده قرار گيرد. محققان با استفاده از تکنيکي که مي‌گويند قبلاً هرگز مورد آزمايش قرار نگرفته بود، غشاي جداساز گازي خود را با اندکي از فلز ارزشمند نقره ساختند و جريان CO۲ را براي رشد کريستال هاي کوچک نقره يا دندريت ها روي اين غشاء قرار دادند. سپس اين دندريت‌ها بازده ساختار را به طرز چشمگيري افزايش مي‌دهند و باعث مي‌شوند مقادير زيادي CO۲ و اکسيژن بدون نياز به استفاده از ميزان زيادي از اين فلز گرانبها مانند روش‌هاي پيشين از آن عبور کند. "گرگ ماچ" مهندس تسخير کربن از دانشگاه نيوکاسل در انگلستان توضيح داد: ما تمام اين غشاء را از نقره نساخته‌ايم. در عوض، ما مقدار کمي از نقره را به آن اضافه کرديم و آن را درون غشاء پرورش داديم و عملکردي را که مي‌خواستيم به آن اضافه کرديم. اين فرآيند نمونه‌اي از آن چيزي است که ضبط و ذخيره کربن(CCS) نام دارد که شامل طيف گسترده‌اي از رويکردها براي فيلتر انتشار CO۲ با هدف جلوگيري از جاري شدن آن در جو و گرم شدن کره زمين است. تعداد متنوعي از پروژه‌هاي CCS صنعتي در سراسر جهان اجرا شده است که برخي از آنها به چند دهه قبل بر مي‌گردد. اما اين حوزه هنوز در حال پيشرفت است و پيشرفت‌هاي علمي و اقتصادي در زمينه ضبط کربن در همه زمان‌ها صورت مي‌گيرد. يک محدوديت بزرگ که باعث از بين رفتن برخي از ايده‌ها حول CCS مي‌شود، هزينه آن است. در حالي که دانشمندان ايده‌هاي درخشان و بي‌نظيري دارند که با موفقيت در آزمايشگاه تحقق مي‌يابند، دريافتن چگونگي عملي ساختن و مقرون به صرفه کردن آنها در مقياس صنعتي چيز ديگري است. نقره نمونه ديگري از اين چالش را نشان مي‌دهد. در حالي که همه مي‌دانند که نقره يک فلز گرانبها است، بسياري از ما نمي‌دانيم که اين ماده براي استفاده در برخي از برنامه‌هاي CCS نيز بسيار مؤثر است. چند روش مختلف وجود دارد که مي‌توان CO۲ را از ساير گازها جدا کرد: با جذب، جذب سطحي و استفاده از غشاهاي جداساز که بازيگرهاي اصلي هستند. غشاها در CCS به عنوان يک مانع نفوذپذير عمل مي‌کنند تا برخي از گازها را متوقف کنند، در حالي که به سايرين اجازه عبور مي‌دهند. محققان مي‌گويند هنگامي که نقره در کلاسي از غشاها به نام "غشاهاي دو فاز کربنات مذاب" استفاده مي‌شود، برخي از قوي‌ترين کارايي‌هايي را که در جداسازي CO۲ ديده مي‌شود، ارائه مي‌دهد. البته نقره يک ماده ارزان نيست که همين امر، مشکل ساز است. اما محققان دانشگاه نيوکاسل در مطالعه جديد خود، راهي براي استخراج مزاياي استفاده از نقره در فرآيند جداسازي CO۲ دريافت که در واقع نيازي به مقدار زيادي از عناصر نقره ندارد. محققان در آزمايشات خود از قرص‌ها و لوله‌هاي آلومينيوم اکسيد براي ساخت پايه غشاي خود استفاده کردند و فقط مقداري نقره به مخلوط اضافه کردند. هنگامي که غشاء به کار مي‌افتد، شبکه‌اي از دندريت‌هاي نقره بر روي سازه شروع به رشد مي‌کند. محققان توضيح مي‌دهند: از طريق رشد غيرتعادلي دندريت‌هاي نقره، از مقادير اندکي از نقره استفاده مي‌شود که به توليد غشايي کم هزينه منجر مي‌شود. اين گروه مي‌گويد که اين غشاء به بيشترين بازده تاکنون رسيده است، در حالي که ميزان نقره مورد نياز به طرز چشمگيري کاهش يافته است. "ماچ" مي‌گويد: مهم تر از همه، عملکرد غشاء در حد مورد نياز براي رقابت با فرآيندهاي موجود در جذب کربن است. در واقع اين احتمالاً باعث مي‌شود که تجهيزات مورد نياز براي اين کار به طور قابل توجهي کاهش يابد و به طور بالقوه هزينه‌هاي عملياتي را نيز کاهش مي‌دهد. اگر ما بخواهيم از نقره در غشاهاي CCS استفاده کنيم، وراي سودآوري اقتصادي آن، محققان پيشنهاد مي‌کنند که با استفاده از مکانيسم‌هاي نفوذ که تاکنون کاملاً مورد کاوش قرار نگرفته اند، مي‌توانيم به دنبال روش‌هاي جديد توليد غشاها باشيم. اين مطالعه در مجله Energy & Environmental Science منتشر شده است. #باهم_شکستش_مي‌دهيم ما را در کانال «آخرين خبر» دنبال کنيد