新材料在線4月20日訊:根據(jù)4月15日日本東麗公司官方網(wǎng)站最新發(fā)布的信息,該公司已經(jīng)成功發(fā)明了一種具有雙重全碳結(jié)構(gòu)的二氧化碳(CO2)分離膜,這種雙重結(jié)構(gòu)包括了作為支撐的中空多孔碳纖維和表面的薄碳膜分離層。
該膜具有優(yōu)異的CO2分離性能和高耐用性,與傳統(tǒng)的無機分離膜相比,該膜可以使設備更緊湊。據(jù)悉,東麗公司后續(xù)將加大研發(fā)力度,在社會基礎設施中部署這種分離膜。
CO2分離技術對于利用二氧化碳實現(xiàn)循環(huán)碳經(jīng)濟至關重要,該技術通常會采用CO2吸收和吸附設備。然而,這種裝置和技術的問題在于它們消耗了太多的能量,因而這也推動了世界范圍內(nèi)對節(jié)能膜分離技術的研究。
孔徑小于1納米的分離層較薄,而且具有更好的氣體滲透性,但是較低的耐壓性需要與支撐層結(jié)合使用。常規(guī)無機支撐層堅硬且易碎,且直徑無法減小,從而阻止了致密的模塊封裝和小型化。
2019年11月,東麗公司成功開發(fā)出全球首款具有連續(xù)、納米/微米級孔隙結(jié)構(gòu)的多孔碳纖維,關于該款纖維的優(yōu)異特性及潛在應用延伸閱讀《日本東麗新型多孔碳纖維:可滲透、優(yōu)異的吸附與導電性》(閱讀原文)。這種具有連續(xù)孔結(jié)構(gòu)的多孔碳纖維,可以為氣體分離膜提供支撐層,通過形成中空纖維,氣體分離膜具有優(yōu)異的氣體滲透性、耐化學性和耐熱性。
該公司的新型二氧化碳分離膜采用直徑小于300微米的薄中空纖維多孔碳纖維作為支撐層,在表面上則是一個均勻的僅幾微米厚的碳膜分離層。由于支撐層和分離層相互獨立,這種分離膜提供了出色的CO2分離和耐用性。
這種CO2分離膜很柔軟,非常薄,可以像普通纖維一樣連續(xù)生產(chǎn)。高密度包裝使模塊小型化。在相同體積下,CO2透過率可比常規(guī)無機CO2分離膜組件提高5倍。
東麗新型CO2分離膜的一個潛在用途是天然氣和沼氣凈化。它可以通過利用功能層對待分離氣體進行選擇,它還可用于制氫和提純、廢氣CO2分離和其他氣體分離應用。
東麗將利用公司于1926年成立的志賀工廠未來研發(fā)創(chuàng)新中心的創(chuàng)新中心能力,通過與來自不同領域的學術機構(gòu)和關鍵合作伙伴合作,并將更先進的氣體分離膜商業(yè)化,實現(xiàn)戰(zhàn)略性開放創(chuàng)新。該公司希望通過利用其創(chuàng)新技術和先進材料,幫助世界平衡溫室氣體排放和吸收,符合東麗集團可持續(xù)發(fā)展愿景和東麗2030年愿景。
據(jù)悉,在后續(xù)工作中,日本東麗將始終秉承“通過創(chuàng)新思想、技術和產(chǎn)品創(chuàng)造新價值為社會做出貢獻”的企業(yè)理念,繼續(xù)幫助解決環(huán)境、資源和能源問題,并繼續(xù)進行研發(fā)以實現(xiàn)碳中和。