Para peneliti telah mengembangkan membran yang dapat diubah fase yang secara efisien memisahkan gas seperti CO2 dan H2 dengan beralih antara keadaan cair, kaca, dan kristal.
Teknologi inovatif ini, memanfaatkan polihedra logam-organik dan polietilen glikol, menjanjikan peningkatan selektivitas dan permeabilitas, sehingga berpotensi mengubah pemisahan gas industri untuk perlindungan lingkungan dan produksi energi ramah lingkungan.
ADVERTISEMENT
SCROLL TO RESUME CONTENT
Tantangan Pemisahan Gas
Pemisahan gas industri sangat penting untuk memajukan energi bersih dan melindungi lingkungan, namun hal ini memerlukan bahan yang efisien dan mudah beradaptasi. Bahan-bahan yang ada saat ini tidak mempunyai kemampuan untuk memisahkan gas secara selektif seperti karbon dioksida (CO).2) dan hidrogen (H2) tanpa biaya energi yang signifikan. Untuk mengatasi tantangan ini, para peneliti di Institute for Integrated Cell-Material Sciences (WPI-iCeMS) di Kyoto University dan Department of Chemical Engineering di National Taiwan University telah mengembangkan terobosan membran fase-transformasi yang dapat memenuhi kebutuhan ini.
Kemajuan Teknologi Membran
Membran inovatif ini menggabungkan polihedra logam-organik (MOP) dengan rantai polietilen glikol (PEG). Profesor Shuhei Furukawa dari Universitas Kyoto, yang memimpin tim, menjelaskan, “Membran padat tradisional efektif tetapi fleksibilitasnya terbatas, sehingga menghambat efisiensinya dalam lingkungan industri.” Namun, material berpori yang dapat diubah fase dari tim ini dapat disesuaikan secara tepat untuk permeabilitas dan selektivitas gas dengan mengubah keadaan fisik material. Melalui kontrol suhu, membran dapat beralih antara keadaan cair, kaca, dan kristal, menyesuaikan permeabilitas dan selektivitasnya untuk gas tertentu dan meningkatkan efisiensi.
Meningkatkan CO2 Penangkapan dan Pemurnian Hidrogen
Fase cair membran sangat efektif untuk CO2 menangkap. Dalam keadaan ini, ia menunjukkan permeabilitas dan selektivitas yang tinggi, sehingga memungkinkannya menangkap CO2 efisien dari campuran hidrogen dan berpotensi mengurangi penggunaan energi dalam proses penangkapan. Karakteristik ini memposisikannya sebagai solusi yang menjanjikan untuk mengurangi CO2 industri2 emisi dan mendukung produksi energi bersih melalui pemurnian hidrogen.
Fleksibilitas membran yang dapat diubah fase ini membuka kemungkinan baru untuk pemisahan gas yang dapat disesuaikan. Tim membayangkan berbagai aplikasi di mana membran dapat disesuaikan dengan kondisi tertentu dengan hati-hati memilih struktur MOP dan polimer untuk menyempurnakan sifat-sifatnya. Kemampuan beradaptasi ini memungkinkan industri untuk secara selektif menargetkan berbagai gas dalam kondisi lingkungan berbeda.
Peningkatan dan Penerapan yang Lebih Luas
“Tantangan berikutnya adalah meningkatkan produksi agar teknologi membran ini dapat diterapkan dalam skala besar,” kata Profesor Dun-Yen Kang dari National Taiwan University. Tim juga menyelidiki kombinasi antara MOP dan polimer untuk memperluas cakupan gas yang dapat dipisahkan secara efektif. Dengan pengembangan lebih lanjut, membran inovatif ini dapat menjadi landasan solusi energi berkelanjutan, membantu industri memenuhi standar lingkungan sekaligus meningkatkan efisiensi.
Referensi: “Polihedra logam-organik yang dapat diubah fase untuk pemrosesan membran dan pemisahan gas yang dapat dialihkan” 13 November 2024, Komunikasi Alam.
DOI: 10.1038/s41467-024-53560-3
RakyatPos.ID Network
