Исследователи разрабатывают новый тип мембраны, предназначенный для одновременного опреснения морской воды и улавливания углекислого газа из океана. Команда, возглавляемая доцентом Кэтрин Хорнбостель из Инженерной школы Суонсона Питтсбургского университета, получила грант в размере 1,4 миллиона долларов от Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA) и Управления военно-морских исследований (ONR) на разработку этого инновационного решения. мембрана.
Исследователи изучают возможность использования специализированных химических групп, нанесенных на опреснительные мембраны, которые могут эффективно выделять углекислый газ, обеспечивая его улавливание, хранение или повторное использование. Команда, в которую входят представители Университета штата Аризона, Калифорнийского университета в Ирвайне и Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL), стремится продемонстрировать осуществимость этого подхода.
«Удаление углекислого газа из океана является сложной задачей, но использование аналогичных существующих технологий для опреснения морской воды может сделать эту задачу более жизнеспособной», — говорит Хорнбостель. «Мы ищем альтернативное решение, которое было бы одновременно энергоэффективным и экономически эффективным».
Обычные методы прямого захвата океана основаны на электрохимических элементах. Хотя эти методы эффективны в удалении углекислого газа, они являются энергоемкими и дорогими. Хорнбостель и ее команда стремятся продемонстрировать, что, покрывая опреснительные мембраны специальными химическими группами, углекислый газ можно эффективно высвобождать, улавливать, хранить или повторно использовать, аналогично процессу открытия газированного напитка.
По сравнению с более традиционными методами, которые включают электрохимическое разделение поступающей морской воды на щелочные и кислые потоки, подход команды требует значительно меньше электроэнергии для удаления углекислого газа.
Однако сначала команде необходимо определить, какая мембрана наиболее подходит для процесса барботирования. Они будут изучать мембраны обратного осмоса (RO) и нанофильтрации (NF). Мембраны нанофильтрации требуют меньше энергии, но имеют более низкую скорость удаления углекислого газа, в то время как мембраны обратного осмоса имеют более высокую скорость удаления углекислого газа, но более высокие потребности в энергии.
«Мы планируем провести технико-экономическую оценку, которая позволит нам сравнить эти два варианта и определить, какой из них более масштабируем за пределами лабораторных условий и на реальных установках по опреснению морской воды», — говорит Хорнбостель.
Этот двухлетний проект, сочетающий опреснение морской воды с новой мембраной для удаления углекислого газа из океана, также возглавляется профессором Мэтью Грином из Университета штата Аризона, профессором Дженни Янг из Калифорнийского университета в Ирвине и доктором Абхишеком Роем из NREL. и доктор Моу Пол из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии.
Целью этого инновационного исследования является разработка эффективной технологии, которая бы охватывала как опреснение морской воды, так и улавливание углекислого газа, предлагая реальное решение для удаления соли и углерода из океана.
