Дослідники розробляють новий тип мембрани, спрямованої на опріснення морської води та вловлювання вуглекислого газу з океану одночасно. Команда під керівництвом доцента Кетрін Горнбостел з Інженерної школи Свенсона при Піттсбурзькому університеті отримала грант у розмірі 1,4 мільйона доларів від Національного управління океанічних і атмосферних досліджень (NOAA) і Управління військово-морських досліджень (ONR) на розробку цього інноваційного мембрана.
Дослідники вивчають можливість використання спеціалізованих хімічних груп, покритих опріснювальними мембранами, які можуть ефективно вивільняти вуглекислий газ, уможливлюючи його захоплення, зберігання або повторне використання. Команда, до складу якої входять члени Університету штату Арізона, Каліфорнійського університету в Ірвайні та Національної лабораторії відновлюваної енергії (NREL), прагне продемонструвати здійсненність цього підходу.
«Видалення вуглекислого газу з океану є складним завданням, але використання подібних існуючих технологій для опріснення морської води може зробити це більш життєздатним», — говорить Хорнбостел. «Ми шукаємо альтернативне рішення, яке є енергоефективним і економічно ефективним».
Загальні методи прямого захоплення океану покладаються на електрохімічні елементи. Незважаючи на ефективність у видаленні вуглекислого газу, ці методи є енергоємними та дорогими. Хорнбостел та її команда прагнуть продемонструвати, що шляхом покриття опріснювальних мембран спеціальними хімічними групами вуглекислий газ можна ефективно вивільняти, уловлювати, зберігати або використовувати повторно, подібно до процесу відкриття газованого напою.
У порівнянні з більш традиційними методами, які передбачають електрохімічне розділення морської води, що надходить, на лужні та кислотні потоки, підхід команди вимагає значно менше електроенергії для видалення вуглекислого газу.
Однак команда спочатку повинна визначити, яка мембрана найбільше підходить для процесу барботування. Вони вивчатимуть мембрани зворотного осмосу (RO) та нанофільтрації (NF). Мембрани для нанофільтрації мають нижчі потреби в енергії, але нижчі швидкості видалення вуглекислого газу, тоді як RO мембрани мають вищі швидкості видалення вуглекислого газу, але вищі потреби в енергії.
«Ми плануємо провести техніко-економічну оцінку, яка дозволить нам порівняти ці два варіанти та визначити, який із них є більш масштабованим за межами лабораторного середовища та на фактичних установках з опріснення морської води», — говорить Горнбостел.
Цей дворічний проект, який поєднує опріснення морської води з новою мембраною для видалення вуглекислого газу в океані, також очолює професор Метью Грін з Університету штату Арізона, професор Дженні Янг з Університету Каліфорнії в Ірвайні, доктор Абгішек Рой з NREL і доктор Моу Пол з Національної лабораторії відновлюваної енергії.
Метою цього інноваційного дослідження є розробка ефективної технології, яка стосується як опріснення морської води, так і захоплення вуглекислого газу, пропонуючи можливе рішення для видалення солі та вуглецю з океану.
