Nytt material kan separera koldioxid från industrigaser

Martin Riess vid universitetet i Bayreuth. Foto: Universitetet i Bayreuth

Med ett nytt material kan växthusgasen koldioxid separeras från industrigaser som annars släpps ut genom skorstenen, men även naturgas och biogas. Därmed kan koldioxiden göras tillgänglig för återvinning. Separationsprocessen ska vara både energieffektiv och kostnadseffektiv. Genom att fånga upp koldioxiden släpps den inte ut i atmosfären.

Bakom upptäckten står kemister vid universitetet i Bayreuth. Enligt dem ska det nya materialet kunna bidra till att skydda klimatet samt en hållbar industriproduktion.

I en artikel i tidskriften Cell Reports Physical Science presenterar forskarna materialets struktur och funktion.

Materialet har en grundläggande fördel jämfört med tidigare separationsprocesser: Det kan helt avlägsna koldioxid från gasblandningar utan att kemiskt binda koldioxid. Koldioxiden samlas upp i materialets håligheter enbart på grund av fysisk interaktion. Därifrån kan det tas om hand utan stora energikostnader, för att göras tillgänglig igen som en resurs för industriproduktion. Kemiskt sett fungerar separationsprocessen enligt principen om fysisk adsorption. Som en rymlig lagringstank kan det nya materialet fyllas med och tömmas på koldioxid på ett energieffektivt sätt.

– Vårt forskarteam har lyckats designa ett material som uppfyller två uppgifter samtidigt. Å ena sidan är de fysiska interaktionerna med koldioxid tillräckligt starka för att frigöra och hålla kvar denna växthusgas från gasblandning. Å andra sidan är de svaga nog för att tillåta koldioxiden släpps ut från materialet med tillförsel av bara en liten mängd energi, säger Martin Riess, huvudförfattare till den nya forskningsartikeln vid universitetet i Bayreuth.

Det nya materialet är ett oorganisk-organiskt hybridmaterial där den kemiska basen är lermineraler som består av hundratals enskilda glasplattor. Dessa är bara en nanometer tjocka vardera och ligger exakt över varandra. Mellan de enskilda glasplattorna finns organiska molekyler. Deras form och kemiska egenskaper har valts ut så att de ska skapa en porstruktur för att fånga upp koldioxid. Endast koldioxidmolekyler kan tränga in i porstrukturen.