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氧化石墨烯膜使工業分離能耗降低90%

分類:
行業資訊
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來源:
發布時間:
2021/08/19 08:18
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如果你想從一鍋水里取出面條,你是用過濾的方法,還是選擇把水煮干?生活中,我們都會選擇固液分離的辦法。但許多工業目前仍使用能源密集型加熱方法來分離液體。一方面,這是因為很難制作用于化學分離的過濾系統,這需要足夠小的孔來分離原子。另一方面,目前有用于分離液體的膜,但它們一般由易碎的聚合物制成,在工業使用中會分解或結塊。

Via Separations 是一家于 2017 年從麻省理工學院誕生的初創公司,著手通過一種具有成本效益且堅固耐用的氧化石墨烯膜來替換目前工業使用的加熱分離方法,可以將工業分離中使用的能量減少 90%。

橡樹嶺國家實驗室稱,這是很有價值的,因為加熱分離過程約占美國所有廠內能源使用量的 22%。通過顯著提高此類過程的效率,Via Separations 計劃既節省能源又解決熱過程產生的大量排放,該公司的目標是到 2050 年減少 500 兆噸的二氧化碳排放量。

Via Separations 今年開始在一家美國造紙公司試用其技術,并預計在 2022 年春季在那里部署完整的商業系統,愿景是幫助下游制造商在明年減緩二氧化碳排放。

Via Separations的負責人Dave的博士論文是關于使用氧化石墨烯進行海水淡化。但她說,從商業角度來看,這是該技術的錯誤應用,海水淡化的成本不在于膜材料。

因此,在 Dave 和 Keller 于 2016 年從麻省理工學院畢業后,他們花了大量時間與客戶交談,以了解更多關于他們的新分離技術的需求和機會。調研后,他們將目標鎖定在造紙行業,因為改進紙張加工的環境效益是巨大的。造紙行業是一個非常集中、高能耗的行業,其分離過程占美國能源消耗的 2% 以上。

今天的大多數紙張是通過分解木材中的化學鍵來制造木漿。這個過程會產生一種叫做黑液的副產品。為了清理這一過程,造紙廠將黑液中的水煮沸,并回收水和化學品,以便在制漿過程中重新使用作為生物質原料。Via Separations 計劃通過其氧化石墨烯膜過濾黑液來完成同樣的分離工作。

氧化石墨烯的優勢在于它非常堅固,它的碳雙鍵可以在不同 pH 值和溫度下保持連接,這些特性也應該使該公司的膜對其他使用膜分離的行業具有吸引力,因為目前的聚合物膜存在缺陷。

Via Separations 可以定制氧化石墨烯膜的孔隙以適應每個行業的應用。下一個目標市場可能是食品和飲料行業,試圖將特定的糖和食品成分與其他物質分開。未來的目標客戶包括制藥公司、煉油廠和半導體制造商,甚至碳捕獲企業。

Via Separations 的制造工藝現在能夠在一次生產中生產超過 10,000 平方英尺的膜,這是一項關鍵的競爭優勢。該公司將 300-400 平方英尺的膜卷成一個模塊,并且可以根據需要組合模塊以增加過濾能力。

我們的目標是使制造更加節能,讓造紙廠或化學設施使用更少的能源和更低的成本生產更多的產品,為更可持續的世界做出貢獻。

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