KU Leuven ontwikkelt CO2-filter

Een goedkoop membraan dat CO2 doorlaat, maar bepaalde andere gassen niet, zou bijzonder interessant zijn voor een heel aantal toepassingen. Fossiele energiecentrales en verschillende industriële verbrandingsprocessen stoten bijvoorbeeld rookgassen uit die voornamelijk bestaan uit CO2 en stikstof (N2). Stikstof is op zichzelf onschadelijk en het hoofdbestanddeel van gewone lucht. CO2 willen we vooral afvangen en zo zuiver mogelijk opslaan of gebruiken in toepassingen zoals serreteelt. Bij de productie van biogas of aardgas proberen we dan weer zuiver methaan te verkrijgen. Het nieuwe membraan ontwikkeld door onderzoekers Xiaoyu Tan en Sven Robijns, belooft voor beide combinaties; CO2 gemengd met stikstof of met methaan, een interessante oplossing te zijn.

“De huidige membranen zijn nog voor verbetering vatbaar”, vertelt professor Ivo Vankelecom van KU Leuven. “Een goed membraan is zowel heel selectief als erg doorlaatbaar: het laat alleen het juiste bestanddeel door en dan zoveel mogelijk. De membranen die nu gebruikt worden, scoren meestal slechts op één vlak zeer goed: ofwel zijn ze zeer doorlaatbaar, ofwel zeer selectief. In ons onderzoek combineerden we het beste van twee werelden en vormden we uit twee materialen één membraan dat zowel op doorlaatbaarheid als op selectiviteit beter scoort dan de aparte varianten.”

© KU Leuven - Xiaoyu Tan

De twee materialen in kwestie zijn polymeren en zeolieten. Polymeren zijn interessant omdat ze goedkoop zijn en je er makkelijk membranen van kan maken. Maar ze laten naast CO2 ook andere gassen door. Daar presteren zeolieten dan weer sterk. Zeolieten zijn mineralen met een heel regelmatige, poreuze structuur. Je kan ze zien als een stapel minuscule kanaaltjes waar bepaalde moleculen door kunnen en andere niet. In de zeoliet die de KU Leuven gebruikt, zijn de kleine kanalen precies goed voor CO2 moleculen, waardoor het scheidingsproces ook voldoende snel kan gaan.

Het gebruik van membranen zou een heel energie-efficiënte en propere methode zijn om CO2 te scheiden van andere gassen. Er is dus wel wat belangstelling voor deze technologie. De onderzoeksgroep van professor Vankelecom heeft de innovatie ondertussen al gepatenteerd en werkt nu richting tests in pilootinstallaties.