Графеновые мембраны атомной толщины повышают эффективность улавливания углерода

09:40, Июнь 28, 2024 Ученые из EPFL разработали усовершенствованные графеновые мембраны толщиной в атом с пиридиновым азотом по краям пор, демонстрирующие беспрецедентную эффективность улавливания CO 2 . Это знаменует собой значительный шаг на пути к более эффективным технологиям улавливания углерода. Поскольку мир борется с изменением климата, потребность в эффективных и экономически выгодных технологиях улавливания углерода становится более острой, чем когда-либо. В этом духе ученые изучают ряд инноваций, направленных на радикальное сокращение промышленных выбросов углерода, что имеет решающее значение для смягчения глобального потепления. Одним из них является улавливание, использование и хранение углерода (CCUS), важнейшая технология, которая снижает выбросы углекислого газа (CO 2 ) из трудно поддающихся сокращению промышленных источников, таких как электростанции, цементные заводы, сталелитейные заводы и мусоросжигательные заводы. Но нынешние методы улавливания основаны на энергоемких процессах, что делает их дорогостоящими и неустойчивыми. В настоящее время исследования направлены на разработку мембран, которые смогут избирательно улавливать CO 2 с высокой эффективностью , тем самым снижая энергетические и финансовые затраты, связанные с CCS. Но даже самые современные мембраны, такие как тонкие полимерные пленки, ограничены с точки зрения проницаемости и селективности CO 2 , что ограничивает их масштабируемость. Таким образом, задача состоит в том, чтобы создать мембраны, которые могут одновременно обеспечивать высокую проницаемость CO 2 и селективность, что имеет решающее значение для эффективного улавливания углерода. Группа ученых во главе с Кумаром Вароном Агравалом из EPFL совершила прорыв в этой области, разработав мембраны, которые демонстрируют исключительные характеристики улавливания CO 2 за счет включения пиридинового азота по краям графеновых пор. Мембраны обладают замечательным балансом высокой проницаемости для CO 2 и селективности, что делает их весьма перспективными для различных промышленных применений. Работа опубликована в журнале Nature Energy . Исследователи начали с синтеза однослойных графеновых пленок с помощью химического осаждения из паровой фазы на медную фольгу. Они ввели поры в графен посредством контролируемого окисления озоном, в результате чего образовались поры, функционализированные атомами кислорода. Затем они разработали метод включения атомов азота на краях пор в форме пиридинового N путем реакции окисленного графена с аммиаком при комнатной температуре. Исследователи подтвердили успешное внедрение пиридинового азота и образование комплексов CO 2 на краях пор с помощью различных методов, таких как рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия и сканирующая туннельная микроскопия. Введение пиридинового N значительно улучшило связывание CO 2 порами графена. Полученные мембраны показали высокий коэффициент разделения CO 2 /N 2 , в среднем равный 53 для газового потока, содержащего 20% CO 2 . Примечательно, что потоки с содержанием CO 2 около 1% достигают коэффициента разделения выше 1000 из-за конкурентного и обратимого связывания CO 2 на краях пор , чему способствует пиридиновый азот. Ученые также показали, что процесс подготовки мембран масштабируем, позволяя производить высокопроизводительные мембраны в сантиметровом масштабе. Это имеет решающее значение для практического применения, а это означает, что мембраны можно использовать в крупномасштабных промышленных условиях. Высокая эффективность этих графеновых мембран по улавливанию CO 2 , даже из потоков разбавленного газа, может значительно снизить затраты и энергетические затраты на процессы улавливания углерода . Это нововведение открывает новые возможности в области мембранной науки, потенциально приводя к более устойчивым и экономичным решениям CCUS. Единый и масштабируемый химический состав, используемый при создании мембран, означает, что их можно будет вскоре масштабировать. В настоящее время команда планирует производить эти мембраны непрерывным процессом с рулона на рулон. Универсальность и эффективность этих мембран могут изменить методы управления выбросами в промышленности и внести вклад в создание более чистой окружающей среды....

Сбер поднял до 18%: объяснено, почему банки резко повышают ставки по депозитам Часть банков может закладывать повышение ключевой ставки ЦБ РФ на одном из ближайших заседаний, что выливается в рост ставок по вкладам, заявил главный аналитик финансового маркетплейса Банки.ру Богдан Зварич.В частности, сегодня Сбербанк поднял ставку по своему флагманскому вкладу «Лучший …

Деньги, Forex 05:50, Июнь 1, 2024 | banki.ru

Бесперебойное Питание: Надежность и Эффективность с Engars В современном мире, где зависимость от электроэнергии становится все более важной, устройства бесперебойного питания (ИБП) играют ключевую роль в обеспечении надежности и стабильности работы электронного оборудования. Давайте рассмотрим, как Engars на сайте engars.ru предоставляет надежные …

Наука и Технологии 07:00, Ноябрь 28, 2023 | igeek.ru

ИИ в управлении телеком-инфраструктурой: автоматизация и эффективность Телекоммуникационная отрасль является одной из наиболее динамично развивающихся сфер в мире, и это развитие непосредственно связано с инновационными технологиями. С началом XXI века индустрия телекоммуникаций столкнулась с рядом фундаментальных изменений, приводящих к трансформации как биз …

Технологии 16:40, Август 27, 2023 | versiya.info

В Сколково нашли способ повысить эффективность пестицида в 60 раз Борьба с садовыми вредителями — много вековое противостояние человека и природы. Российские учёные создали новое средство борьбы с насекомымиКомпания «БИОТА» создала новый биологический инсектицид, который называется «БИОСТОП СУПЕР». Он представляет собой специальные микроконтейнеры с веще …

Наука и Технологии 05:10, Июнь 21, 2023 | ferra.ru

Серверное оборудование: надежность и эффективность в информационной эпохе В современном мире, где информационные технологии играют все более важную роль в нашей жизни, серверное оборудование становится неотъемлемой частью успешного функционирования компьютерных систем. Оно является фундаментальным элементом инфраструктуры, обеспечивающим хранение, обработку и пе …

Наука и Технологии 07:10, Февраль 3, 2024 | astera.ru

Воздушная стена повышает эффективность солнечных электростанций Чем выше температура ресивера, тем эффективнее будет работать солнечная тепловая электростанция. Конвективные тепловые потери также оказывают существенное влияние на выход. Совместный проект HelioGLOW Института систем солнечной энергии Фраунгофера ISE и промышленных партнеров работает над …

Hardware 00:30, Март 25, 2023 | android-robot.com

Качество металлопластиковых окон: факторы, определяющие надежность и эффективность Металлопластиковые окна — это популярное решение для многих домов и офисных зданий. Они обладают рядом преимуществ, таких как энергоэффективность, звукоизоляция и привлекательный внешний вид. Однако, чтобы получить настоящую пользу от металлопластиковых окон, необходимо обратить вним …

Наука и Технологии 22:00, Декабрь 25, 2023 | astera.ru

Серия испытаний на практике показала эффективность и высокий ресурс шин KAMA PRO NF 102 Российская марка KAMA TYRES продолжает развитие ассортимента шин для грузовых автомобилей и автобусов. Очередной новинкой стала модель KAMA PRO NF102, которая уже прошла испытание на российских дорогах и продемонстрировала свою эффективность и надежность. KAMA TYRES продолжает работу над р …

Новости 18:20, Апрель 24, 2023 | 443000.ru

Ученые ННИЯУ МИФИ нашли способ повысить эффективность солнечных батарей Ученые НИЯУ МИФИ изучили особенности фотогенерации (образования подвижных электронов и дырок при поглощении квантов света) в органических полупроводниках и описали, как ее эффективность меняется от температуры. По их мнению, это поможет создавать более совершенные устройства органической ф …

Наука и Технологии 23:30, Октябрь 18, 2023 | android-robot.com