"Dit is een geheel nieuwe manier om een scheidingsproces te zien", zegt Zachary P. Smith, universitair hoofddocent chemische technologie aan MIT. Hij benadrukt het potentieel van het scheiden van componenten op basis van vorm en grootte in plaats van ze te koken.
In een baanbrekende ontwikkeling hebben MIT-ingenieurs in de VS een membraan gecreëerd dat in staat is om ruwe oliecomponenten te filteren op basis van moleculaire grootte. Deze innovatie, onthuld in Science, belooft een aanzienlijke vermindering van het energie-intensieve proces van ruwe oliefractionering, dat momenteel ongeveer 6% van de wereldwijde CO2-uitstoot veroorzaakt.
Het nieuwe membraan scheidt efficiënt zware en lichte oliecomponenten en is bestand tegen zwelling, een veelvoorkomend probleem bij andere olie-scheidingsmembranen. Het wordt gemaakt als een dunne film en kan worden vervaardigd met behulp van bestaande industriële technieken, waardoor de weg wordt vrijgemaakt voor brede toepassing.
Conventionele, door warmte aangedreven oliefractionering verbruikt ongeveer 1% van de wereldwijde energie. Het gebruik van membranen zou het energieverbruik met naar schatting 90% kunnen verminderen. Het MIT-team heeft polymeren die worden gebruikt bij omgekeerde osmose waterontzilting aangepast om dit te bereiken, waardoor ze geschikt zijn voor de scheiding van koolwaterstoffen.
Het gemodificeerde membraan maakt gebruik van een iminebinding, die stijver en hydrofober is dan de amidebinding in waterontziltingsmembranen. Hierdoor kunnen koolwaterstoffen snel passeren zonder zwelling te veroorzaken. De introductie van triptycene verfijnt de poriegrootte verder voor de doorgang van koolwaterstoffen.
Andrew Livingston, hoogleraar chemische technologie aan Queen Mary University of London, noemt dit "een belangrijke stap in de richting van het verminderen van industrieel energieverbruik". Hij benadrukt de innovatieve toepassing van grensvlakpolymerisatie op koolwaterstofgrondstoffen.
In tests bereikte het membraan een 20-voudige toename van de tolueenconcentratie in vergelijking met het oorspronkelijke mengsel. Het scheidde ook efficiënt nafta, kerosine en diesel op moleculaire grootte. Onderzoekers voorzien een cascade van deze filters om complexe mengsels te zuiveren en gewenste chemicaliën te isoleren.
Taehoon Lee, een voormalig MIT postdoc, merkt op dat grensvlakpolymerisatie al wordt gebruikt voor waterontziltingsmembranen. Dit maakt het aanpassen van bestaande productielijnen voor massaproductie haalbaar, wat mogelijk een revolutie teweeg kan brengen in de verwerking van ruwe olie.