Ein billeg og miljøvenleg plastmembran kan skilje ut CO₂-gass frå andre gassar.

	UTSLEPPVERSTING: Energiproduksjon i gasskraftverk vil stå for ein stor del av verdas CO2-utslepp, om ikkje karbondioksiden blir fanga og deponert. Foto: N/A

Om lag ein tredel av verdas utslepp av karbondioksid (CO₂) kjem frå energiproduksjon. CO₂-frie gasskraftverk baserer seg på at karbondioksida vert fjerna frå avgassane og deponert i grunnen.

Men før CO₂ kan bli lagra, må den bli trekt ut av avgassane. Dagens metodar for slik filtrering er dyr og krev tilsats av kjemikalie. Det skal ny membranteknologi endre på.

Ein ny type membran er no internasjonalt patentert av NTNU-forskarar. Membranen er laga av eit plastmateriale som er strukturert ved hjelp av nanoteknologi. Han fangar opp CO₂-en, medan andre avgassar fritt får passere.

Teknologien er effektiv, billeg og miljøvenleg, og kan nyttas til mest alle former for fjerning av CO₂ frå andre gassar. Den er meir effektiv jo høgare konsentrasjonen av CO₂ er i gassen.

Etterliknar lunger
Metoden vert kalla «fasilitert transport». Han kan samanliknast med den måten lungane våre kvittar seg med CO₂-en på når vi pustar: ein komplisert, men effektiv mekanisme.

– Det nye er at vi i staden for eit filter som skil direkte mellom CO₂-molekyla og andre molekyl, nyttar ein såkalla agent. Det er ein fiksert berar i membranen som hjelper til med å omdanne den gassen vi vil ha fjerna, fortel NTNU-professor May-Britt Hägg. Ho leiar forskingsgruppa Memfo som arbeider med den nye membranteknologien.

Agenten hjelper til at CO₂-molekyla saman med fuktigheit dannar den kjemiske forma HCO₃- (bikarbonat), og deretter raskt vert transportert gjennom membranen. Såleis slepp CO₂-en gjennom medan dei andre gassane vert halden attende av membranen.

	Såleis slepp CO2 gjennom membranen. Trykk på bildet for større versjon. Ill.: Kolbjørn Skarpnes/NTNU Info .

Nanoplast
Ulike material nyttast for å lage membranar. Det kan vere plast, karbon og/eller keramiske materialar. Membranseparasjon av gassar er svært komplisert. Materiala må skreddarsyast på ein avansert måte for tilpassing til å skilje bestemte gassar. Dei må vare lenge og vere stabile.

Den nye membranen er av plast, strukturert ved hjelp av nanoteknologi for å fungere slik den skal. Membranar som er basert på nanostrukturerte materiale, vil være miljøvenlege og monaleg redusere kostnadar ved CO₂-innfanging.

– Men denne metoden kan vi få fjerna meir CO₂ og få eit reinare produkt for eit mindre anlegg. Dermed vert dette billegare, seier Hägg.

– Ein har også membranar i dag, som vert nytta for separasjonen av CO₂ og som har vore nytta i eit par tiår, men desse membranane vert nytta til naturgass ved høge trykk, og er ikkje eigna for CO₂ frå røykgass. Dersom membranen skil dårleg, trengst også svært store areal av materialet, og såleis vert også denne separasjonen dyr, forklarar professor Hägg.

Membranar har eit stort potensial for å bli eit rimeleg og miljøvenleg alternativ i framtida. Det er tatt ut internasjonalt patent på den nye typen. Produsentar i både Europa og USA har meldt si interessere for å setje han i produksjon, fortel professoren.

Til testing i Europa
Memfo gjekk nyleg inn i eit konsortium av 26 europeiske verksemder og institusjonar innanfor eit prosjekt som har fått namnet NanoGloWa – Nanostructured Membranes against Global Warming. Det har fått 13 millionar euro av EU for å utvikle slike membranar. Av denne summen er ein million sett av for Memfo.

Denne nye teknologien bør vere svært interessant for kullfyrte kraftverk, trur professor Hägg. – Innan utgangen av ein femårsperiode er planen at membran- teknologien vert testa ut i fire større kraftverk i Europa. Vi trur dette vil føre til eit internasjonalt gjennombrot for energieffektive CO₂-membranar, seier ho.

Når det gjeld gasskraftverk, er konsentrasjonen av CO₂ såpass låg at ein må nytte metodar for å auke trykket i avgassen, før den kan reinsast på dette viset. Men ho fortel at Statoil nå er i ferd med å utvikle ein metode for trykksett eksos, som kan kombinerast med denne membranteknologien, og då vil dette vere interessant også for reinsing i gasskraftverk.

Ved sidan av CO₂-reinsing ved energiproduksjon, kan metoden bli nytta til nær sagt alle typar reinsing der karbondioksid skal fjernast frå andre gassar.

– Vi testar til dømes ut metoden til å reinse CO₂ frå lystgass på sjukehus, og resultata er lovande, fortel professor May-Britt Hägg.

Les meir om CO₂-handtering her.

Av Tore Oksholen

Kontakt: May-Britt Hägg, Institutt for kjemisk prosessteknologi,
NTNU. Tlf: 73 59 40 33, e-post: may-britt.hagg@chemeng.ntnu.no