El gas natural o el biogás siempre deben purificarse antes de su uso. Primero, las moléculas de metano (en blanco y negro) se separan del CO 2 moléculas (en rojo y negro) por medio de membranas con poros diminutos a través de los cuales solo el CO 2 puede pasar. Después del proceso de purificación, el metano se puede utilizar como combustible, Para calentar, o para la producción de productos químicos. Crédito:KU Leuven - Verbeke
Para hacer que el gas natural y el biogás sean adecuados para su uso, el metano debe separarse del CO 2 . Esto implica el uso de membranas, filtros que detienen el metano y permiten que el CO 2 para pasar a través. Investigadores de KU Leuven (Universidad de Lovaina), Bélgica, han desarrollado una nueva membrana que hace que el proceso de separación sea mucho más eficaz.
Al extraer gas natural o producir biogás, se trata del metano. Pero el metano nunca se encuentra en su forma pura. Gas natural, por ejemplo, siempre contiene bastante dióxido de carbono, a veces hasta el 50 por ciento. Para purificar el metano, o en otras palabras, para eliminar el CO 2 —La industria a menudo usa membranas. Estas membranas funcionan como tamices moleculares que separan el metano y el CO 2 . El metano se puede utilizar como fuente de energía para calefacción, para la producción de productos químicos, o como combustible, mientras que el CO 2 se puede reutilizar como componente básico de combustibles y productos químicos renovables.
Las membranas existentes aún deben mejorarse para obtener CO efectivo 2 separación, dice el profesor Ivo Vankelecom de la Facultad de Ingeniería de Biociencias de KU Leuven. "Una membrana eficaz solo permite que el CO 2 para pasar a través, y tanto como sea posible. Las membranas disponibles comercialmente tienen un compromiso entre selectividad y permeabilidad:son altamente selectivas o altamente permeables. Otro problema importante es el hecho de que las membranas se plastifican si la mezcla de gases contiene demasiado CO 2 . Esto los hace menos eficientes:casi todo puede pasar por ellos, para que la separación de metano y CO 2 falla ".
Las mejores membranas disponibles consisten en una matriz polimérica que contiene un relleno, por ejemplo, una estructura organometálica (MOF). Este relleno de MOF tiene poros a nanoescala. El nuevo estudio ha demostrado que las características de dicha membrana mejoran significativamente con un tratamiento térmico por encima de los 160 grados centígrados durante el proceso de producción. "Se obtienen más enlaces cruzados en la matriz polimérica:la red se densifica, por así decirlo, que mejora el rendimiento de la membrana, porque ya no puede plastificarse. A estas temperaturas, la estructura del MOF (el relleno) cambia, y se vuelve más selectivo. Finalmente, el tratamiento de alta temperatura también mejora la adhesión polímero-relleno; la mezcla de gas ya no puede escapar a través de pequeños orificios en la interfaz relleno-polímero ".
Esto le da a la nueva membrana la selectividad más alta jamás reportada, al tiempo que previene la plastificación cuando la concentración de CO 2 es alto. "Si empiezas con 50/50 CO 2 / mezcla de metano, esta membrana te da 164 veces más CO 2 que el metano después de la penetración a través de la membrana, "Explica el Dr. Lik Hong Wee." Estos son los mejores resultados jamás reportados en la literatura científica ".
