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铅笔芯的表亲做成的过滤膜,看看MIT这一最新脱碳方法
百知号 / 时间:2021-08-06 15:13:14

贤集网8月5日讯:如果你想从一锅水里取出意大利面,你是把水煮沸,还是用过滤器?虽然家庭厨师会选择过滤器,但许多行业继续使用能源密集型热方法来分离液体。在某些情况下,这是因为很难制作用于化学分离的过滤系统,这需要足够小的孔来分离原子。

在其他情况下,存在用于分离液体的膜,但它们由易碎的聚合物制成,在工业使用中会分解或结块。

Via Separations通过一种具有成本效益且坚固耐用的膜来应对这些挑战,该膜由氧化石墨烯(铅笔芯的“表亲”)制成,可以将工业分离中使用的能量减少 90%。

据橡树岭国家实验室称,这是很有价值的,因为分离过程约占美国所有厂内能源使用量的 22%。通过显着提高此类过程的效率,Via Separations 计划既节省能源又解决热过程产生的大量排放。目标是到 2050 年减少 500 兆吨的二氧化碳排放量。

Via Separations 今年开始在一家美国造纸企业试用其技术,并预计在 2022 年春季在那里部署一个完整的商业系统。愿景是帮助制造商在明年减缓二氧化碳排放。

Via Separations 的故事始于 2012 年,当时麻省理工学院能源倡议 (MITEI) 向杰弗里格罗斯曼教授授予 种子基金赠款 ,他现在是莫顿和克莱尔古尔德及其家庭环境系统教授和麻省理工学院材料科学和工程。Grossman 正在研究用于海水淡化的纳米多孔膜。“大家认为大家可以降低海水淡化的成本并改善清洁水的获取,”Dave 说,他在格罗斯曼的实验室担任研究生时参与了该项目。

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因此,在 Dave 和 Keller 于 2016 年从麻省理工学院毕业后,他们花了大量时间与客户交谈,以了解更多关于他们的新分离技术的需求和机会。戴夫说,这项研究使他们将目标锁定在造纸行业,因为改进纸张加工的环境效益是巨大的。“造纸行业尤其令人兴奋,因为该行业的分离过程占美国能源消耗的 2% 以上,”她说。“这是一个非常集中、高能耗的行业。”

现在大多数纸张是通过分解木材中的化学键来制造木浆,纸的主要成分。这个过程会产生一种叫做黑液的副产品,这是一种曾经被简单地倾倒入水道的有毒溶液。为了清理这一过程,造纸厂转而将黑液中的水煮沸,并回收水和化学品,以便在制浆过程中重新使用。现在,使用这种液体最有价值的方法是作为生物质原料来产生能量。Via Separations 计划通过其氧化石墨烯膜过滤黑液来完成同样的分离工作。

氧化石墨烯的优势在于它非常坚固,它的碳双键可以在许多环境中保持在一起,包括在通常对材料不友好的不同 pH 值和温度下。

这些特性也应该使该企业的膜对使用膜分离的其他行业具有吸引力,因为今天的聚合物膜有缺点。大多数东西,从塑料到纸张和汽油,这些聚合物会膨胀、反应或降解。

氧化石墨烯明显更加耐用,而 Via Separations 可以定制材料中的孔隙以适应每个行业的应用。调节孔径,同时保持在具有挑战性的环境中运行的稳健性。

研究人员正在建立一个产品目录来服务于不同的应用,下一个目标市场可能是食品和饮料行业。在那个行业,不是从水中分离不同的腐蚀性纸张化学品,而是试图将特定的糖和食品成分与其他物质分离。

未来的目标客户包括制药企业、炼油厂和半导体制造商,甚至碳捕获企业。

该企业的第一笔资本投资来自 The Engine,这是一家由麻省理工学院创立的风险投资企业,旨在支撑“艰难的科技”企业,他们还得到了麻省理工学院Deshpande 技术创新中心、 创业引导服务和 技术许可办公室的建议和支撑 。

Via Separations 的制造工艺现在能够在一次生产中生产超过 10,000 平方英尺的膜,这是一项关键的竞争优势。该企业将 300-400 平方英尺的膜卷成一个模块,并且可以根据需要组合模块以增加过滤能力。

通过制造具有良好商业意义的环保产品,为更可持续的世界做出贡献。使制造更加节能,允许造纸厂或化学设施使用更少的能源和更低的成本生产更多的产品。

气候变化和能源是大家这个时代面临的主要挑战,从事一些有机会对每个人都如此重要的事情产生有意义影响的事情真的很充实。


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