KAUST, sanayi gazlarının ayrılmasında enerji tüketimini azaltan gelişmiş zarlar geliştirdi

Kral Abdullah Bilim ve Teknoloji Üniversitesi (KAUST), sanayi gazlarının ayrılmasında enerji tüketimini azaltmaya yardımcı olacak yeni bir zar teknolojisi geliştirdiğini duyurdu. Üniversite, bu tür ayrıştırma işlemlerinin dünya genelindeki toplam enerji tüketiminin yaklaşık %15’ini oluşturduğunu belirtti. Çalışma, Çin ve Fransa’daki akademik ortaklarla iş birliği içinde yürütüldü.

KAUST’un açıklamasına göre, Nature dergisinde yayımlanan araştırma, yüksek gözenekliliğe sahip metal-organik iskeletler (MOF) üzerine odaklandı. Araştırma ekibi, %90’dan fazla MOF içeren zar yapıları geliştirmeyi başardı. Bu zarlar, esneklik, dayanıklılık ve endüstriyel üretim süreçlerine uygunluk özelliklerini koruyor.

Aynı kapsamda, araştırmacılar, metal-organik iskelet tabakalarını polimer zincirlerine bağlayan küçük bir moleküler ankraj kullanarak önemli bir teknik sorunu çözdü. Bu yöntem, yüksek performans sağlarken zarların büyük ölçekte üretilmesine de olanak tanıyor. Ekip, sürekli üretim (Roll-to-Roll) yöntemiyle 20 metre uzunluğunda zar ruloları üretebildiklerini gösterdi ve mevcut sanayi üretim hatlarına entegrasyonun mümkün olduğunu kanıtladı.

Yüksek verimlilik ve çok yönlü uygulamalar

KAUST Kimya Bilimleri Profesörü ve çalışmanın sorumlu yazarlarından Prof. Muhammed Davudi, bu yeniliğin endüstriyel ölçekte gelişmiş zarların üretimi için pratik bir yol sunduğunu ve teknolojiyi uygulamaya daha da yaklaştırdığını belirtti. Davudi, sanayi gazı ayrıştırma işlemlerinin günlük olarak büyük miktarda enerji tükettiğini de vurguladı.

Deneyler, teknolojinin karbon yakalama, hidrojen saflaştırma ve petrokimya endüstrisinde kullanılan propilenin arıtılması gibi uygulamalarda yüksek verimlilik sağladığını gösterdi. Zar, tek aşamalı ayrıştırma sırasında polimer üretimine uygun saflıkta propilen elde etmeyi başardı ve 150 gün boyunca sürekli çalışmada performansını korudu.

Modelleme sonuçları, bu teknolojinin geleneksel damıtma yöntemlerine kıyasla arıtma maliyetlerini %80’e kadar azaltabileceğini ortaya koydu. Ayrıca, doğal gaz arıtımı, hidrojen geri kazanımı ve doğrudan havadan karbondioksit yakalama gibi başka alanlarda da kullanılabileceği belirtildi.

Çalışmada KAUST, Hong Kong Bilim ve Teknoloji Üniversitesi (Guangzhou), Guangzhou Üniversitesi, Tsinghua Üniversitesi, Montpellier Üniversitesi ve Fransız Ulusal Bilimsel Araştırma Merkezi’nden (CNRS) araştırmacılar yer aldı. Araştırmaya, KAUST’un eski doktora mezunlarından Prof. Xing Zhu liderlik etti.