Изследователите разработват нов тип мембрана, насочена към обезсоляване на морска вода и улавяне на въглероден диоксид от океана едновременно. Екипът, ръководен от асистент професор Катрин Хорнбостел от Инженерното училище Swanson към Университета в Питсбърг, получи безвъзмездна помощ от 1,4 милиона долара от Националната администрация за океаните и атмосферата (NOAA) и Службата за военноморски изследвания (ONR), за да разработи това иновативно мембрана.
Изследователите проучват използването на специализирани химически групи, покрити върху мембрани за обезсоляване, които могат ефективно да освобождават газ въглероден диоксид, позволявайки неговото улавяне, съхранение или повторна употреба. Екипът, който включва членове от Държавния университет на Аризона, Калифорнийския университет, Ървайн и Националната лаборатория за възобновяема енергия (NREL), има за цел да демонстрира осъществимостта на този подход.
„Премахването на въглероден диоксид от океана е предизвикателство, но използването на подобни съществуващи технологии за обезсоляване на морска вода може да го направи по-жизнеспособен“, казва Хорнбостел. „Ние търсим алтернативно решение, което е едновременно енергийно ефективно и рентабилно.“
Обичайните методи за директно улавяне на океана разчитат на електрохимични клетки. Въпреки че са ефективни при премахването на въглеродния диоксид, тези методи са енергоемки и скъпи. Hornbostel и нейният екип имат за цел да демонстрират, че чрез покриване на мембрани за обезсоляване със специални химични групи, въглеродният диоксид може да бъде ефективно освободен, уловен, съхраняван или използван повторно, подобно на процеса на отваряне на газирана напитка.
В сравнение с по-традиционните методи, които включват електрохимично разделяне на входящата морска вода на алкални и киселинни потоци, подходът на екипа изисква значително по-малко електрическа енергия за отстраняване на въглероден диоксид.
Екипът обаче първо трябва да определи коя мембрана е най-подходяща за процеса на барботиране. Те ще изучават мембрани за обратна осмоза (RO) и нанофилтрация (NF). Нанофилтрационните мембрани имат по-ниски енергийни изисквания, но по-ниски нива на отстраняване на въглероден диоксид, докато RO мембраните имат по-високи нива на отстраняване на въглероден диоксид, но по-високи енергийни изисквания.
„Планираме да проведем технико-икономическа оценка, която ще ни позволи да сравним тези две опции и да определим коя е по-мащабируема отвъд лабораторната среда и в действителните инсталации за обезсоляване на морска вода“, казва Хорнбостел.
Този двугодишен проект, съчетаващ обезсоляване на морска вода с нова мембрана за отстраняване на въглероден диоксид от океана, също се ръководи съвместно от професор Матю Грийн от Държавния университет на Аризона, професор Джени Янг от Калифорнийския университет в Ървайн, д-р Абхишек Рой от NREL , и д-р Моу Пол от Националната лаборатория за възобновяема енергия.
Целта на това иновативно изследване е да се разработи ефективна технология, която се отнася както за обезсоляването на морската вода, така и за улавянето на въглероден диоксид, предлагайки осъществимо решение за отстраняване на сол и въглерод от океана.
