Группа учёных из Великобритании и США разработала новую мембрану, которая может пропускать компоненты смесей нефти в зависимости от формы или размера молекул. О своём достижении исследователи сообщили в журнале Science.
Сегодня разделение сырой нефти на компоненты, отличающиеся температурой кипения, представляет собой крупномасштабный энергоёмкий процесс. На него приходится почти 1% мирового потребления энергии: 1100 ТВт-ч/год — столько потребляет штат Нью-Йорк за год. Но с помощью мембранной технологии можно будет создать смешанную систему очистки нефти, которая значительно снизит выбросы сажи и затраты энергии по сравнению с традиционной методикой.
Мембрана представляет собой жёсткую перегородку, разделяющую две смеси, которая может частично пропускать их компоненты в зависимости от размера, формы и других характеристик молекул. Благодаря этой способности мембраны разделяют газы, жидкости на отдельные составляющие.
Когда молекулы очень близки по размеру, как в сырой нефти, такое разделение становится более сложным. Для преодоления этой проблемы исследователи разработали новый полимерный материал. Он наносится на прочную мембранную основу и позволяет извлекать отдельные компоненты из нефти за счет давления, а не нагрева.
Команда смогла сбалансировать множество факторов, чтобы добиться требуемой пропускной способности мембраны, а также простоты её получения в промышленных масштабах. Учёные обнаружили, что материалу требовалась небольшая структурная гибкость, чтобы улучшить разделение молекул по размерам, а также способность быть слегка «липкими» к определённым типам молекул, которые в изобилии присутствуют в сырой нефти.
Результаты исследования потенциально могут сделать переработку нефти более экологичной и энергосберегающей.
Автор: Елизавета Антипинская
Редактор: Анастасия Воротникова