EPFL科学家开发新型石墨烯过滤器让碳捕集更高效、更便宜

TechRanger 3月 01, 2021 2.67w 浏览 0

全球变暖的主要罪魁祸首之一是大量的二氧化碳排放，这些二氧化碳主要来自于化石燃料的燃烧以及钢铁和水泥的生产。对此，科学家们一直在尝试一种能够封存废弃二氧化碳的工艺，将其运送到储存地。问题是，从发电厂和工业排放中捕捉碳并不是很划算。主要原因是，废弃的二氧化碳并不是纯排放的，而是与氮气和其他气体混合在一起，从工业排放中提取二氧化碳需要额外的能源消耗–这意味着更贵成本。EPFL科学家开发了一种新型石墨烯过滤器让碳捕集更高效、更便宜。

科学家们一直在尝试开发一种节能的二氧化碳过滤器。这种技术被称为 “膜”技术，可以从混合气体中提取二氧化碳，然后将其储存或转化为有用的化学品。”然而，目前的二氧化碳过滤器的性能一直受到目前可用材料的基本特性的限制。

现在，EPFL基础科学学院的Agrawal教授带领化学工程师团队用石墨烯开发出了世界上最薄的石墨烯过滤器，石墨烯是世界著名的 “神奇材料”，曾在2010年获得物理学诺贝尔奖。但石墨烯过滤器不仅是世界上最薄的，它还能将二氧化碳从工业排放等混合气体中分离出来，而且分离效率和速度超过了目前大多数过滤器。这项工作发表在《科学进展》上。

该研究方法很简单，研究人员在石墨烯上制造了二氧化碳大小的孔，允许二氧化碳流过，同时阻止其他气体，如氮气，这些气体比二氧化碳大。其结果是创下了二氧化碳捕获性能的新高。

相比之下，目前的过滤器被要求超过1000个气体渗透单位(GPU)，而其捕碳特异性，即所谓的 “二氧化碳/氮气分离系数 “必须在20以上。EPFL科学家开发的膜在11800个GPU的情况下，二氧化碳渗透率提高了10倍以上，而其分离系数为22.5。

据估计，这项技术将使每吨二氧化碳的碳捕集成本下降到接近30美元，相比之下，商业工艺的成本要高出两到四倍，该研究团队现在正致力于扩大该工艺的规模，在瑞士政府和瑞士工业界资助的项目中，开发了一个每天捕获10公斤二氧化碳的试验工厂示范装置。获取更多前沿科技研究访问：https://byteclicks.com

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