Forskare utvecklar en ny typ av membran som syftar till att avsalta havsvatten och fånga upp koldioxid från havet samtidigt. Teamet, som leds av assisterande professor Katherine Hornbostel från Swanson School of Engineering vid University of Pittsburgh, har fått ett anslag på 1,4 miljoner dollar från National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) och Office of Naval Research (ONR) för att utveckla denna innovativa membran.
Forskarna undersöker användningen av specialiserade kemiska grupper belagda på avsaltningsmembran, som effektivt kan frigöra koldioxidgas, vilket möjliggör infångning, lagring eller återanvändning av den. Teamet, som inkluderar medlemmar från Arizona State University, University of California, Irvine och National Renewable Energy Laboratory (NREL), syftar till att demonstrera genomförbarheten av detta tillvägagångssätt.
"Att ta bort koldioxid från havet är utmanande, men att använda liknande befintliga tekniker för avsaltning av havsvatten kan göra det mer lönsamt", säger Hornbostel. "Vi letar efter en alternativ lösning som är både energieffektiv och kostnadseffektiv."
Vanliga metoder för direkt havsfångst är beroende av elektrokemiska celler. Även om de är effektiva för att ta bort koldioxid, är dessa metoder energikrävande och dyra. Hornbostel och hennes team strävar efter att visa att genom att belägga avsaltningsmembran med speciella kemiska grupper kan koldioxid effektivt frigöras, fångas upp, lagras eller återanvändas, liknande processen att öppna en kolsyrad dryck.
Jämfört med mer traditionella metoder som innebär att elektrokemiskt separera inkommande havsvatten i alkaliska och sura strömmar, kräver teamets tillvägagångssätt betydligt mindre elektrisk energi för att avlägsna koldioxid.
Emellertid måste teamet först avgöra vilket membran som är mest lämpligt för bubblingsprocessen. De kommer att studera omvänd osmos (RO) och nanofiltreringsmembran (NF). Nanofiltreringsmembran har lägre energibehov men lägre koldioxidavlägsnande, medan RO-membran har högre koldioxidavlägsnande men högre energikrav.
"Vi planerar att genomföra en teknisk-ekonomisk utvärdering som gör det möjligt för oss att jämföra dessa två alternativ och avgöra vilket som är mer skalbart utöver laboratoriemiljön och i faktiska avsaltningsanläggningar för havsvatten", säger Hornbostel.
Detta tvååriga projekt, som kombinerar avsaltning av havsvatten med ett nytt membran för avlägsnande av koldioxid från havet, leds också av professor Matthew Green från Arizona State University, professor Jenny Yang från University of California, Irvine, Dr Abhishek Roy från NREL , och Dr. Mou Paul från National Renewable Energy Laboratory.
Målet med denna innovativa forskning är att utveckla en effektiv teknik som adresserar både avsaltning av havsvatten och avskiljning av koldioxid, och erbjuder en genomförbar lösning för att avlägsna salt och kol från havet.
