Forskere er ved at udvikle en ny type membran, der har til formål at afsalte havvand og opfange kuldioxid fra havet samtidigt. Holdet, ledet af assisterende professor Katherine Hornbostel fra Swanson School of Engineering ved University of Pittsburgh, har modtaget et tilskud på 1,4 millioner dollars fra National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) og Office of Naval Research (ONR) for at udvikle denne innovative membran.
Forskerne udforsker brugen af specialiserede kemiske grupper belagt på afsaltningsmembraner, som effektivt kan frigive kuldioxidgas, hvilket muliggør dens indfangning, opbevaring eller genbrug. Holdet, som omfatter medlemmer fra Arizona State University, University of California, Irvine og National Renewable Energy Laboratory (NREL), har til formål at demonstrere gennemførligheden af denne tilgang.
"At fjerne kuldioxid fra havet er udfordrende, men at bruge lignende eksisterende teknologier til afsaltning af havvand kan gøre det mere levedygtigt," siger Hornbostel. "Vi leder efter en alternativ løsning, der både er energieffektiv og omkostningseffektiv."
Almindelige metoder til direkte havfangst er afhængige af elektrokemiske celler. Selvom disse metoder er effektive til at fjerne kuldioxid, er de energikrævende og dyre. Hornbostel og hendes team sigter efter at demonstrere, at ved at belægge afsaltningsmembraner med specielle kemiske grupper, kan kuldioxid effektivt frigives, indfanges, opbevares eller genbruges, svarende til processen med at åbne en kulsyreholdig drik.
Sammenlignet med mere traditionelle metoder, der involverer elektrokemisk adskillelse af indkommende havvand i alkaliske og sure strømme, kræver holdets tilgang betydeligt mindre elektrisk energi til fjernelse af kuldioxid.
Teamet skal dog først afgøre, hvilken membran der er bedst egnet til bobleprocessen. De vil studere omvendt osmose (RO) og nanofiltration (NF) membraner. Nanofiltreringsmembraner har lavere energikrav, men lavere kuldioxidfjernelseshastigheder, mens RO-membraner har højere kuldioxidfjernelseshastigheder, men højere energikrav.
"Vi planlægger at gennemføre en tekno-økonomisk evaluering, der vil give os mulighed for at sammenligne disse to muligheder og bestemme, hvilken der er mere skalerbar ud over laboratoriemiljøet og i faktiske havvandsafsaltningsanlæg," siger Hornbostel.
Dette to-årige projekt, der kombinerer afsaltning af havvand med en ny membran til fjernelse af kuldioxid i havet, ledes også af professor Matthew Green fra Arizona State University, professor Jenny Yang fra University of California, Irvine, Dr. Abhishek Roy fra NREL , og Dr. Mou Paul fra National Renewable Energy Laboratory.
Målet med denne innovative forskning er at udvikle en effektiv teknologi, der adresserer både afsaltning af havvand og kuldioxidopsamling, og tilbyder en gennemførlig løsning til at fjerne salt og kulstof fra havet.
