„To zupełnie nowy sposób postrzegania procesu separacji” – mówi Zachary P. Smith, profesor nadzwyczajny inżynierii chemicznej w MIT. Podkreśla on potencjał oddzielania składników na podstawie kształtu i rozmiaru, a nie poprzez gotowanie.
W przełomowym osiągnięciu, inżynierowie z MIT w USA stworzyli membranę zdolną do filtrowania składników ropy naftowej według wielkości molekularnej. Ta innowacja, ujawniona w Science, obiecuje znaczące zmniejszenie energochłonnego procesu frakcjonowania ropy naftowej, który obecnie odpowiada za około 6% globalnej emisji CO2.
Nowa membrana skutecznie oddziela ciężkie i lekkie składniki ropy oraz jest odporna na pęcznienie, co jest częstym problemem w przypadku innych membran do separacji oleju. Wykonana jako cienka warstwa, może być produkowana przy użyciu istniejących technik przemysłowych, co otwiera drogę do powszechnego stosowania.
Konwencjonalne, napędzane ciepłem frakcjonowanie ropy naftowej zużywa około 1% globalnej energii. Zastosowanie membran mogłoby zmniejszyć zużycie energii o szacunkowo 90%. Zespół z MIT zmodyfikował polimery stosowane w odwróconej osmozie wody, aby to osiągnąć, dostosowując je do separacji węglowodorów.
Zmodyfikowana membrana wykorzystuje wiązanie iminowe, bardziej sztywne i hydrofobowe niż wiązanie amidowe w membranach do odsalania wody. Umożliwia to szybkie przechodzenie węglowodorów bez powodowania pęcznienia. Wprowadzenie triptycenu dodatkowo udoskonala rozmiar porów dla przepływu węglowodorów.
Andrew Livingston, profesor inżynierii chemicznej na Queen Mary University of London, nazywa to „ważnym krokiem w kierunku zmniejszenia zużycia energii w przemyśle”. Podkreśla innowacyjne zastosowanie polimeryzacji międzyfazowej do surowców węglowodorowych.
W testach membrana osiągnęła 20-krotny wzrost stężenia toluenu w porównaniu z pierwotną mieszaniną. Skutecznie oddzielała również naftę, naftę oświetleniową i olej napędowy według wielkości molekularnej. Naukowcy przewidują kaskadę tych filtrów do oczyszczania złożonych mieszanin i izolowania pożądanych chemikaliów.
Taehoon Lee, były postdoc z MIT, zauważa, że polimeryzacja międzyfazowa jest już stosowana w membranach do odsalania wody. To sprawia, że adaptacja istniejących linii produkcyjnych do masowej produkcji jest wykonalna, potencjalnie rewolucjonizując przetwarzanie ropy naftowej.