Die Suche nach der perfekten Gastrennung
Neue technologische Entwicklungen auf der Basis von porösen anorganischen Materialien (PIM) sind für die Gastrennung sehr vielversprechend, beispielsweise für das Entfernen von CO2 aus der Luft. In letzterer Anwendung liegt ein enormes Potenzial für die Industrie, aber auch für den Kampf gegen Umweltverschmutzung und zur Verringerung unseres ökologischen Fußabdrucks. Das EU-geförderte Projekt Fusion ("Fundamental studies of transport in inorganic nanostructures") hat führende Forscher aus den Bereichen Chemie, physikalische Chemie, Material- und Ingenieurwissenschaften aus der ganzen Welt zusammengeführt, um das Potenzial von PIM zu untersuchen. Die Forscher untersuchten ultradünne PIM im molekularen Maßstab, um Herausforderungen im Zusammenhang mit der Entwicklung ultraleistungsfähiger Hochtemperatur-Gastrennungsmaterialen und Membranen (d.h. Filter) zu überwinden. Jüngste Fortschritte auf dem Gebiet haben dazu beigetragen, wichtige Abläufe auf molekularer Ebene im Zusammenhang mit der Leistung von ultradünnem, nanoporösem anorganischem Material (NPIM) zu kontrollieren und zu manipulieren. Das Projektteam konzentrierte sich auf Materialien wie amorphe Metalloxide (AMO), strukturierte mesoporöse Kieselsäuren (SMS) und Zeolithe, die mit hohen Temperaturen zurecht kommen und sich gut manipulieren lassen. Das Projekt entwickelte Simulations- und Modellierungstools für neue Technologien sowie verschiedene Techniken zur Messung von Gastrennung in ultradünnen NPIM. Außerdem wurden Leistungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit dieser neuen Materialien bei der Abscheidung von CO2 und anderen Gasen bewertet. Unterschiedliche Materialien und Membranen wurden entwickelt und auf ihre Wirksamkeit hin getestet, wobei der bisher höchste Grad an Effektivität bei hoher Temperatur erreicht wurde. Dabei kamen ultradünne nanoporöse Membrane zum Einsatz, für die Unterschiede in sehr geringer Molekülgröße keine Probleme darstellen. Darüber hinaus war es gelungen, eine Membranhaltevorrichtung zu entwickeln. Zusammenfassend kann man sagen, das Fusion-Projekt hat dazu beigetragen, die Technologie der Hochtemperatur-CO2-Abscheidung durch Membrantechnologie zu verbessern. Die entwickelten neuen Techniken und Softwaretools werden höchstwahrscheinlich zu einer Vielzahl von Anwendungen führen, etwa zu solchen, die für eine sauberere Umwelt sorgen.