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佐治亞理工學院獲得基金開發使用納米多孔材料的中空纖維膜

Published on August 16, 2010 at 6:32 AM

在佐治亞技術研究所的研究人員使用的是高級研究計劃局的資助 - 能源 - 又稱 ARPA - E - 兩個不同的追求,但相關的,為消除燃煤電廠煙氣二氧化碳的方法。

發電廠產生約三分之一在美國每年排放的所有二氧化碳。研究人員將嘗試使用獨特的高密度的中空纖維的屬性,刪除大量的溫室氣體的排放量制定符合成本效益的技術。

在一個項目中,直接授予佐治亞理工學院的研究人員正在開發將使用多孔​​金屬 - 有機骨架材料分開煙氣二氧化碳的中空纖維複合膜。在其他項目中,喬治亞理工學院的研究人員正在協助橡樹嶺國家實驗室的同事在發展,會像海綿一樣吸收二氧化碳的中空纖維吸附劑 - 然後在加熱時釋放它。

雙方將採取非常高的聚合物紡中空纖維表面對體積屬性的優勢。膜項目,研究人員設想一個中等大小的纖維允許使用小型的足跡建設的範圍內提供的膜面積一百萬平方米。

“這一挑戰,不僅身體有技術,但可以建立在規模大,運作成本低廉,”戴維說 Sholl,誰領導膜項目,並在佐治亞理工學院化學學院教授生物分子工程。 “如果我們成功,這項技術可以有一個非常顯著的影響,試圖減少來自煤炭燃燒產生的的碳排放量。”

捕獲發電廠的二氧化碳排放量是有道理的,因為那裡的排放量都集中Sholl說。但目前的技術,其中包括通過煙道氣體的水溶液冒泡,然後移除的二氧化碳,將消耗至少各電廠所產生的能量第三。

膜理論上可以從其他氣體中分離出來的二氧化碳,使用更少的能源輸入。但是,沒有現有的膜材料可以做的工作,而強大到足以在敵對環境 - 煙氣和需要大面積的廉價足夠中運作。

Sholl,誰是一個喬治亞研究聯盟傑出學者在能源的可持續性,說:“”卷是真正的令人難以置信的任何方式,你看它 - 是每秒生產多少煤燒多少天然氣。 “有了一個非常好的膜,我們就需要一百萬平方米,面積達每電廠一樣的東西,這一數額聽起來似乎是不可能的,但它的東西已經被做在海水淡化設施。”

威廉克勒什河,誰是這兩個項目的工作,在化學和生物分子工程學院教授說,中空纖維,比一根頭髮沒有較厚的是提供足夠的膜表面積的關鍵。

克勒什河說:“誰是格魯吉亞的研究”取決於細節的設計,接觸面積,可以打包成立方米膜或吸附劑量可數百或數千倍以上,可以通過競爭方式實現,膜科學與技術聯盟傑出學者。 “這將使我們的新的碳捕獲材料放入已經擁擠的發電廠。”

Sholl和他的同事們使用計算技術,到屏幕上的近5000個化合物,可用於在金屬有機骨架材料,這是亞微米尺度的晶體,將被添加到纖維從其他氣體中分離出來的二氧化碳。使用的計算方法,他們希望削減候選材料的數量高達數 50,合成和測試。

“我們正在試圖連接到實際可以在膜中使用的材料計算的篩選和預測,卡森說:”迪斯,在化學和生物分子工程學院教授。 “我們將研究這些化合物迅速,只是利益衡量的關鍵屬性。”

這些屬性包括滲透率 - 的能力,讓二氧化碳通過 - 和選擇性,這將使其能夠排除其他氣體。這篩查應該削減到少數,實際上將被用來做更詳細的測試膜的候選人人數,Sholl說。

在兩年的資助期結束,研究人員預計,已在實驗室規模的中空纖維膜生產和測試。然後,他們將與製造商合作,以產生一個中試規模的試驗的纖維束。

Last Update: 6. October 2011 14:11

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