Genombrott om superfilter för biobränslen

Danil Korelskiy, forskare vid Luleå tekniska universitet. Foto: Leif Nyberg

Ett nytt viktigt steg har tagits av forskare vid Luleå tekniska universitet när det gäller att rena syntesgas från koldioxid, med hjälp av zeolitmembran. Detta superfilter som ska göra det möjligt med kostnadseffektiv industriell framställning av biobränslen, har visat sig ha många små defekter. Upptäckten gör att filtrets effektivitet nu förhoppningsvis kan öka avsevärt.

- Det här är ett viktigt och betydelsefullt genombrott inom denna forskning, säger Jonas Hedlund, professor vid Luleå tekniska universitet, på avdelningen för Industriell miljö- och processteknik

Luleå tekniska universitet var först i världen med att tillverka ultratunna superfilter, så kallade ultratunna zeolitmembran. Forskning vid LTU pågår ständigt för att utveckla membranets effektivitet. Det är bara 500 nanometer tunt, det vill säga 500 miljarddels meter och äger förmågan att sikta, sila  molekyler som till exempel koldioxid.

Denna egenskap gör filtret högintressant för framställning av biobränslen. Med sin förmåga att separera koldioxid från syntesgas ökar superfiltret möjligheten till billig tillverkning av biobränslen som metanol, dimetyleter, syntetisk diesel och bensin. Tekniken med zeolitmembran är billigare än den som används idag.

Ny forskning visar nu att detta superfilter kan förbättras ytterligare. När koldioxiden körs genom zeolitmembranet för att separeras från syntesgasen som därefter ska användas för tillverkning av biobränsle, har det visat sig att en del vätgas slinker igenom små defekter i membranet. Syntesgas består av koldioxid,

kolmonoxid och vätgas. Defekterna i superfiltret gör att viktig syntesgas går förlorad. Filtret når inte den maximala kostnadseffektivitet som behövs vid tillverkning av biobränsle. Pengar, och miljövinster sipprar igenom.

 Upptäckten av defekterna väntas nu få stor positiv betydelse.

– Vi har lyckats mäta defekter i detta superfilter som är så små som 0,7 nanometer. Tidigare kunde vi bara mäta defekter som var större än 1 nanometer, säger Danil Korelskiy, forskare inom Kemisk teknologi vid Luleå tekniska universitet, och som nu doktorerat på upptäckten av defekterna.

Dessa nyupptäckta defekter, som är 0,7- 1  nanometer utgör 90 procent av de defekter som superfiltret har. I och med att defekterna har kunnat upptäckas, har jakten startat bland forskarna efter bäst åtgärder för att ”plåstra ihop” det ”trasiga” membranet.

– Trots defekterna är zeolitmembranet som tagits fram vid Luleå tekniska universitet fortfarande världens bästa, och nu kan det bli ännu bättre. Det är det enda som klarar ett högt flöde och det måste man ha om det här ska bli en industriell gångbar metod vid framställning av biobränslen, säger Danil Korelskiy.

Resultaten har publicerats i den vetenskapliga tidskriften Journal of Membrane Science, Characterization of flow-through micropores in MFI membranes by permporometry Korelskiy, D. , Grahn, M. , Mouzon, J. & Hedlund, J. 2012