Om lag ein tredel av verdas utslepp av karbondioksid (CO2) kjem frå energiproduksjon.

CO2-frie gasskraftverk baserer seg på at karbondioksida vert fjerna frå avgassane og deponert i grunnen.

Men før CO2 kan bli lagra, må den bli trekt ut av avgassane. Dagens metodar for slik filtrering er dyr og krev tilsats av kjemikalie. Det skal ny membranteknologi endre på.

Nytt patent

Ein ny type membran er no internasjonalt patentert av NTNU-forskarar.

Den er laga av eit plastmateriale som er strukturert ved hjelp av nanoteknologi. Membranen fangar opp CO2-en, medan andre avgassar fritt får passere.

Teknologien er effektiv, billeg og miljøvenleg, og kan nyttast til mest alle former for fjerning av CO2 frå andre gassar. Den er meir effektiv dess høgare konsentrasjonen av CO2 er i gassen.

Etterliknar lunger

Metoden vert kalla “fasilitert transport”. Den kan samanliknast med måten lungene våre kvittar seg med CO2 på når vi pustar: ein komplisert, men effektiv mekanisme.

- Det nye er at vi i staden for eit filter som skil direkte mellom CO2-molekyla og andre molekyl, nyttar ein såkalla agent, fortel NTNU-professor May-Britt Hägg.

- Dette er ein fiksert berar i membranen som hjelper til med å omdanne den gassen vi vil ha fjerna, seier ho.

Hägg leiar forskingsgruppa Memfo, som arbeider med den nye membranteknologien.

Agenten hjelper til slik at CO2-molekyla saman med fuktigheit dannar den kjemiske forma HCO3- (bikarbonat), og deretter raskt vert transportert gjennom membranen. Såleis slepp CO2 gjennom, mens dei andre gassane vert halden attende av membranen.

Nanoplast

Ulike material nyttast for å lage membranar. Det kan vere plast, karbon og/eller keramiske materialar.

Membranseparasjon av gassar er svært komplisert. Materiala må skreddarsyast på ein avansert måte for tilpassing til å skilje bestemte gassar. Dei må vare lenge og vere stabile.

Den nye membranen er av plast, strukturert ved hjelp av nanoteknologi for å fungere slik den skal. Membranar som er basert på nanostrukturerte materiale, vil vere miljøvenlege og monaleg redusere kostnader ved CO2-innfanging.

- Men denne metoden kan vi få fjerna meir CO2 og få eit reinare produkt for eit mindre anlegg. Dermed vert dette billegare, seier Hägg.

- Billig og bra

- Ein har også membranar i dag, som vert nytta for separasjonen av CO2, og som har vore nytta i eit par tiår, men desse membranane vert nytta til naturgass ved høge trykk, og er ikkje eigna for CO2 frå røykgass.

- Dersom membranen skil dårleg, trengst også svært store areal av materialet, og såleis vert også denne separasjonen dyr, forklarar professor Hägg.

- Membranar har eit stort potensial for å bli eit rimeleg og miljøvenleg alternativ i framtida. Det er tatt ut internasjonalt patent på den nye typen. Produsentar i både Europa og USA har meldt si interessere for å setje han i produksjon, fortel professoren.

Til testing i Europa

Memfo gjekk nyleg inn i eit konsortium av 26 europeiske verksemder og institusjonar innanfor eit prosjekt som har fått namnet NanoGloWa - Nanostructured Membranes against Global Warming.

Prosjektet har fått 13 millionar euro av EU for å utvikle slike membranar. Av denne summen er ein million sett av for Memfo.

Denne nye teknologien bør vere svært interessant for kullfyrte kraftverk, trur professor Hägg.

- Innan utgangen av ein femårsperiode er planen at membranteknologien vert testa ut i fire større kraftverk i Europa. Vi trur dette vil føre til eit internasjonalt gjennombrot for energieffektive CO2-membranar, seier ho.

Lystgass

Når det gjeld gasskraftverk, er konsentrasjonen av CO2 såpass låg at ein må nytte metodar for å auke trykket i avgassen, før den kan reinsast på dette viset.

Men Hägg fortel at Statoil nå er i ferd med å utvikle ein metode for trykksett eksos, som kan kombinerast med denne membranteknologien, og då vil dette vere interessant også for reinsing i gasskraftverk.

Ved sidan av CO2-reinsing ved energiproduksjon, kan metoden bli nytta til nær sagt alle typar reinsing der karbondioksid skal fjernast frå andre gassar.

- Vi testar til dømes ut metoden til å reinse CO2 frå lystgass på sjukehus, og resultata er lovande, fortel professor May-Britt Hägg.