由京都大學高等研究院綜合細胞材料系統中心(iCeMS)的Ethan Sibania教授領導的研究小組開發出了一種具有優異氣體分離性能的「過濾器」。預計將使二氧化碳分離與儲存(CCS)技術更有效率、成本更低。
地球目前面臨的二氧化碳(CO2)排放問題。例如,世界上最大的火力發電廠每天排放的二氧化碳量是吉薩大金字塔的1倍。解決這個問題的一種方法是 CCS 技術,它可以從固定來源分離並儲存二氧化碳。
其中,利用特殊薄膜分離二氧化碳的技術備受關注。然而,現有的採用聚合物薄膜的氣體分離技術處理速度和分離精度較低,在成本效益方面難以應用於大規模CO2分離專案。
因此,研究小組專注於一種名為「金屬有機框架(MOF)」的材料,並透過將這些奈米顆粒添加到名為「PIM-1」的聚合物材料中,開發了一種「混合基質膜」。透過調整混合條件,他們能夠顯著提高分離精度,同時最大限度地減少氣體處理速度的損失。
「MOF」是由iCeMS主任Susumu Kitakawa教授開發的,「PIM-1」是由曼徹斯特大學的Peter Budd教授和Neil McKeown教授開發的。這些新材料的創新組合可以與徹底改變美索不達米亞文明的「青銅」(「銅」和「錫」的合金)進行比較。
這一發展為大規模 CCS 項目大幅降低成本提供了可能性。為了實現低碳社會,未來產官學共同進行的計畫的重要性將更加凸顯,他主張推動超越各機構界線的協作體系。
論文信息:[Nature Energy] 透過胺功能化 MOF 奈米粒子的有效分散,增強混合基質膜捕獲 CO2 的選擇性。