Rewolucyjna technologia membranowa redukuje zużycie energii w suszeniu gazów o 90 procent
Fraunhofer IKTSNaukowcy z Instytutu Fraunhofera opracowali innowacyjną metodę osuszania biometanu, wodoru i gazu ziemnego. Technologia wykorzystująca nanoporowate membrany ceramiczne może zredukować zużycie energii nawet o 90 procent w porównaniu do konwencjonalnych rozwiązań chemicznych.
Membranowa alternatywa
Tradycyjne metody osuszania gazów przed wprowadzeniem ich do sieci dystrybucyjnych wymagają stosowania trójglikolu etylenowego (TEG) oraz procesów destylacji w temperaturze około 200 stopni Celsjusza. Rozwiązanie opracowane przez zespół z Fraunhofer IKTS w Hermsdorf eliminuje potrzebę użycia chemikaliów, bazując na zaawansowanej technologii membranowej.
Nowa metoda wykorzystuje ceramiczne rurki pokryte warstwą nanoporowatą o grubości kilku mikrometrów. Pory membrany mają średnicę 0,4 nanometra, co pozwala na przepuszczenie cząsteczek wody (0,28 nm), ale zatrzymuje większe cząsteczki gazów. Proces działa całkowicie mechanicznie – gaz przepływa przez rurę, a wilgoć jest usuwana przez porowatą strukturę ceramiki na zewnątrz.
Fraunhofer IKTSDwa typy membran
Zespół badawczy rozwinął dwie wersje technologii. Membrany na bazie węgla przeznaczone są do suszenia biometanu, natomiast membrany zeolitowe – dla gazu ziemnego i wodoru. Zeolit to kryształ składający się z krzemu, glinu i tlenu, który po naniesieniu na ceramiczny nośnik i procesie syntezy tworzy zwartą warstwę separacyjną.
Wersja węglowa powstaje z organicznego prekursora, który po nałożeniu na ścianki rurki jest podgrzewany w temperaturze przekraczającej 700 stopni Celsjusza bez dostępu tlenu. W wyniku procesu pirolitycznego polimer przekształca się w zamkniętą warstwę węglową o kontrolowanych właściwościach.
Korzyści dla przemysłu
Dr Hannes Richter, kierownik działu membran nanoporowatych, podkreśla główne zalety rozwiązania – eliminację destylacji i spalania pozostałości chemicznych, drastyczną redukcję zużycia energii oraz zerową emisję dwutlenku węgla w procesie osuszania. Technologia jest obecnie skalowana z poziomu laboratoryjnego do zastosowań przemysłowych.
MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE
Dla operatorów sieci gazowych nowa metoda oznacza możliwość szybkiego i czystego osuszania paliw przy minimalnym nakładzie energetycznym. Eksperci Fraunhofer IKTS oferują doradztwo dla dostawców energii, operatorów sieci i producentów urządzeń przy budowie instalacji pilotażowych.
Prace badawcze były finansowane przez Niemiecką Fundację Ochrony Środowiska w ramach projektu Hybiodirect oraz przez Ministerstwo Nauki i Technologii w projekcie H2well-compact, wspierającym rozwój zdecentralizowanej gospodarki wodorowej.
Źródło: Fraunhofer IKTS
