Nieuws

Energiezuinig aardoliefilter

Eindelijk zijn membranen uitgevonden waarmee je benzine moet kunnen winnen uit aardolie. Het belooft een enorme energiebesparing, blijkt uit een nogal optimistische Science-publicatie.

Nu worden moleculen in aardolie nog ‛gefractioneerd’ in destillatiekolommen. Volgens Science gaat daaraan in de VS bijna 1% van het totale landelijke energieverbruik op. Poreuze membranen liggen voor de hand als alternatief: als je niet sorteert op kookpunt maar op grootte, vorm of polariteit, hoef je je olie ook niet aan de kook te brengen. Maar voor zulke grootschalige scheidingen lijken alleen relatief goedkope kunststof membranen enig perspectief te bieden. En kunststoffen kunnen slecht tegen aardolie, in wezen een mix van organische oplosmiddelen. Op zijn minst gaan ze ‛zwellen’, waardoor de poriediameter verandert.

Georgia Tech-promovendi Kirstie Thompson en Ronita Mathias vonden er iets op. Hun uitgangspunt is een spirobifluoreenstructuur die eerder is gebruikt voor gasscheidingsmembranen. Spirobifluorenen kun je tot ketens rijgen met korte organische koppelstukjes. Dat levert een intrinsiek microporeus materiaal op: kleine moleculen glippen tussen de opgestapelde ketens door.

Zwellen doet dit ook maar volgens Thompson en Mathias kun je de vervorming beperken door de koppelstukjes enigszins flexibel te maken. Ze probeerden er vier, telkens bestaande uit één of twee aromaatringen met een aminegroep aan beide uiteinden. Het spirobifluoreen krijgt twee broomkernen mee, en palladiumgekatalyseerde Buchwald-Hartwig-aminering vormt de ketens.

Van het resulterende spirobifluoreenaryldiamine (SBAD) kun je eenvoudig dunne films gieten. De auteurs probeerden die uit op Ultem-polyetherimide als drager. Daarmee konden ze uit een lichte kwaliteit schalie-olie iets afscheiden dat aan nafta deed denken. En, heel belangrijk, de membranen hielden het minstens twee maanden uit.

Om raffinaderijtje te kunnen spelen, zul je moeten experimenteren met de samenstelling van je SBAD’s. De auteurs vermoeden dat naast de poriediameter ook fysisch/chemische interactie tussen de ketens en de passerende moleculen een belangrijke rol speelt. Opschalen zou simpel moeten zijn: waterontziltingsinstallaties werken immers met vergelijkbare materialen.

Thompson, K.A. et al. (2020) Science 368(6501)

Ontvang de nieuwsbrief

Meld je aan voor de nieuwsbrief en blijf op de hoogte van het laatste nieuws van C2W.

Meld je nu aan!

C2W Social Media

Logo Twitter

Logo Linkedin

Wordt abonnee/lid

Logo KNCV

Sluit nu een abonnement af of word lid van de KNCV en ontvang elke week het laatste nieuws, digitaal of op papier. 

Sluit nu een abonnement af!