Forskere utvikler en ny type membran som tar sikte på å avsalte sjøvann og fange opp karbondioksid fra havet samtidig. Teamet, ledet av assisterende professor Katherine Hornbostel fra Swanson School of Engineering ved University of Pittsburgh, har mottatt et stipend på 1,4 millioner dollar fra National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) og Office of Naval Research (ONR) for å utvikle denne innovative membran.
Forskerne utforsker bruken av spesialiserte kjemiske grupper belagt på avsaltningsmembraner, som effektivt kan frigjøre karbondioksidgass, som muliggjør fangst, lagring eller gjenbruk. Teamet, som inkluderer medlemmer fra Arizona State University, University of California, Irvine, og National Renewable Energy Laboratory (NREL), har som mål å demonstrere gjennomførbarheten av denne tilnærmingen.
"Å fjerne karbondioksid fra havet er utfordrende, men å bruke lignende eksisterende teknologier for avsalting av sjøvann kan gjøre det mer levedyktig," sier Hornbostel. "Vi ser etter en alternativ løsning som er både energieffektiv og kostnadseffektiv."
Vanlige metoder for direkte havfangst er avhengig av elektrokjemiske celler. Selv om disse metodene er effektive for å fjerne karbondioksid, er de energikrevende og dyre. Hornbostel og teamet hennes har som mål å demonstrere at ved å belegge avsaltningsmembraner med spesielle kjemiske grupper, kan karbondioksid effektivt frigjøres, fanges opp, lagres eller gjenbrukes, på samme måte som prosessen med å åpne en kullsyreholdig drikke.
Sammenlignet med mer tradisjonelle metoder som involverer elektrokjemisk separering av innkommende sjøvann i alkaliske og sure strømmer, krever teamets tilnærming betydelig mindre elektrisk energi for fjerning av karbondioksid.
Imidlertid må teamet først finne ut hvilken membran som er best egnet for bobleprosessen. De skal studere omvendt osmose (RO) og nanofiltrering (NF) membraner. Nanofiltreringsmembraner har lavere energibehov, men lavere karbondioksidfjerningshastigheter, mens RO-membraner har høyere karbondioksidfjerningshastigheter, men høyere energibehov.
"Vi planlegger å gjennomføre en tekno-økonomisk evaluering som vil tillate oss å sammenligne disse to alternativene og bestemme hvilken som er mer skalerbar utover laboratoriemiljøet og i faktiske sjøvannsavsaltingsanlegg," sier Hornbostel.
Dette toårige prosjektet, som kombinerer avsalting av sjøvann med en ny membran for fjerning av karbondioksid i havet, er også ledet av professor Matthew Green fra Arizona State University, professor Jenny Yang fra University of California, Irvine, Dr. Abhishek Roy fra NREL , og Dr. Mou Paul fra National Renewable Energy Laboratory.
Målet med denne innovative forskningen er å utvikle en effektiv teknologi som adresserer både avsalting av sjøvann og fangst av karbondioksid, og tilbyr en gjennomførbar løsning for å fjerne salt og karbon fra havet.
