該膜具有優(yōu)異的二氧化碳分離性能和持久的耐用性。與傳統(tǒng)的無機分離膜相比,設(shè)備更加緊湊。
二氧化碳分離技術(shù)對于利用二氧化碳實現(xiàn)循環(huán)碳經(jīng)濟至關(guān)重要。這項技術(shù)通常采用吸收和吸附設(shè)備。然而,這種設(shè)備的問題是體積龐大,消耗大量能源。因此,這種現(xiàn)狀也推動了范圍內(nèi)對節(jié)能膜分離技術(shù)的研究。
孔徑小于1納米的分離層由于較薄而具有更好的氣體滲透性,但較低的耐壓性需要與支撐層結(jié)合。常規(guī)無機支撐層堅硬且易碎,且直徑不能減小,從而阻止致密的模塊封裝和小型化。
2019年11月18日,東麗公司宣布:已經(jīng)創(chuàng)造了上個具有納米級連續(xù)孔結(jié)構(gòu)的多孔碳纖維(東麗新材料-具有連續(xù)孔結(jié)構(gòu)的多孔碳纖維),如圖1、2。利用這種纖維作為支撐層,可以減輕用于溫室氣體分離和制氫的先進膜的重量,使它們更緊湊,從而提高性能。

這種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、化學(xué)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。在表面是一個均勻的只有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二氧化碳分離和持久的耐用性。這種膜很柔軟,非常薄,可以像普通纖維一樣連續(xù)生產(chǎn)。高密度封裝使模塊小型化。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。
圖片
圖3 左圖:創(chuàng)新型二氧化碳分離膜的結(jié)構(gòu)、右圖:正在開發(fā)的二氧化碳分離膜產(chǎn)品
東麗新型分離膜的一個潛在用途是天然氣和沼氣凈化。利用功能層對分離氣體的選擇性,新型分離膜還可用于制氫和凈化、廢氣二氧化碳分離和其他氣體分離應(yīng)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)新能力,通過與來自不同領(lǐng)域的學(xué)術(shù)機構(gòu)和關(guān)鍵合作伙伴合作,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。
東麗秉承“以創(chuàng)新的理念、技術(shù)和產(chǎn)品創(chuàng)造新的價值,為社會做出貢獻”的企業(yè)理念,將繼續(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。

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