Innowacyjne, wysoce selektywne membrany opracowane z myślą o zrównoważonej przyszłości
W przemyśle chemicznym i petrochemicznym, jak również w biorafinacji i przetwórstwie materiałów niezbędne jest stosowanie procesów separacji, w których do izolowania lub koncentrowania wybranych składników mieszanin wykorzystywane są siły fizyczne, chemiczne lub elektryczne. W przypadku bardzo dużych ilości mieszanin chemicznych typowe procesy separacji ich składników do czystszych form, takie jak destylacja i krystalizacja, stoją za dużą częścią rocznego światowego zużycia energii. „Nowoczesne technologie separacji wykorzystujące ciepło i chłodzenie są wysoce energochłonne – odpowiadają za 10–15 % światowego zapotrzebowania na energię”, zauważa Samuel Hess, dyrektor generalny i współzałożyciel firmy UniSieve(odnośnik otworzy się w nowym oknie). „To ogromne zapotrzebowanie na energię łączy się z wysoką emisją dwutlenku węgla. Co więcej, procesy indukowane termicznie zwykle wymagają ogromnych, nieelastycznych i kapitałochłonnych instalacji.
Innowacyjna technologia oczyszczania w centrum uwagi
Rozwiązaniem tych problemów zajął się szwajcarski start-up UniSieve, proponując autorskie rozwiązanie membranowe, które umożliwia oszczędną pod względem kosztów i energii separację. To zaawansowane rozwiązanie separacji molekularnej może być stosowane w najbardziej kluczowych i energochłonnych procesach. Obecnie szwajcarski start-up koncentruje się na separacji węglowodorów, a w dalszej kolejności skupi się na zastosowaniu swojego rozwiązania do wychwytywania dwutlenku węgla. Nazwa firmy UniSieve to skrót od wyrażenia „universal sieving”, co oznacza „uniwersalne przesiewanie”. Ma to związek z opracowaną przez tę firmę technologią platformową, która umożliwia unikalne połączenie różnych sit molekularnych i membran polimerowych, oferując niezawodne rozwiązania w zakresie separacji chemicznej. Po raz pierwszy ta innowacyjna technologia membranowa została opracowana w 2013 roku przez naukowców z Instytutu Inżynierii Chemicznej i Biologicznej Politechniki Federalnej w Zurychu(odnośnik otworzy się w nowym oknie). „Te unikalne membrany posiadające właściwości przesiewania molekularnego, opracowane przez UniSieve, nadają nowy wymiar procesom separacji. Jako mechanicznie stabilne i elastyczne, mogą być zintegrowane ze standardowymi wkładami membranowymi”, zaznacza Hess. Ponadto pozwalają one na precyzyjne dopasowanie wielkości porów membrany, dzięki czemu technologia ta jest dostępna dla szerokiej gamy bardziej wymagających zastosowań. „Nasze rozwiązanie separacji molekularnej działa na zasadzie wykluczania według rozmiaru. W przeciwieństwie do destylacji rozwiązanie UniSieve może oddzielać cząsteczki w oparciu o ich rozmiar, co prowadzi do znacznych oszczędności energii”, wyjaśnia Hess. Te ostatnie są możliwe dzięki właściwościom przesiewania molekularnego, które pozwalają na szybkie przenikanie mniejszych cząsteczek, podczas gdy większe są zatrzymywane. „Podobnie jak to jest w przypadku odcedzania makaronu za pomocą zwykłego kuchennego cedzaka, membrana posiadająca pory o wymiarach poniżej nanometra oddziela i oczyszcza chemikalia oraz wychwytuje CO2”, dodaje Hess. „Cechą charakterystyczną membran UniSieve jest ich wysoka precyzja, pozwalająca klientom zaoszczędzić do 90 % energii zużywanej w procesach, zmniejszyć koszty operacyjne i znacząco ograniczyć emisję”.
Nowy impuls dla zrównoważonej technologii separacji
Firma UniSieve otrzymała wsparcie finansowanego przez Unię Europejską projektu GREENMEM w celu zwiększenia skali swojej technologii membranowej. Podczas 24-miesięcznego projektu udało się zwiększyć skalę procesu produkcji membran do punktu potrzebnego do obsługi pierwszych klientów pilotażowych. Projekt GREENMEM umożliwił wykonanie testów pilotażowych, które miały wykazać skuteczność działania technologii UniSieve w instalacji chemicznej. Wyniki tych testów potwierdziły, że ta nowa platforma pomaga klientom zmniejszyć zużycie energii, koszty i emisje oraz zwiększyć odzysk produktów. „Dzięki szerokiemu wdrożeniu rozwiązania UniSieve podmioty z sektorów energetycznego i chemicznego mogłyby zmniejszyć emisję CO2 o ponad 1,3 Gt rocznie”, podkreśla Hess. „Chcąc osiągnąć swój cel, firma UniSieve przygotowuje obecnie dodatkowe testy demonstracyjne dla szeregu zastosowań, a jednocześnie zamierza znaleźć nowe zastosowania, w których ta wszechstronna platforma może zdać egzamin”. Firma szacuje, że do 2026 roku powstanie 56 instalacji separacyjnych UniSieve w różnych lokalizacjach na terenie Europy i Ameryki. „Naszym priorytetem jest dostarczenie klientom unikalnego rozwiązania do separacji dostosowanego do istniejącej infrastruktury, a jednocześnie skutecznie przyczyniającego się do osiągnięcia zrównoważonych korzyści ekonomicznych i środowiskowych”, podsumowuje Hess.
