2009年8月3日
一个研究小组,由化学工程和材料科学教授Michael Tsapatsis欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球明尼苏达大学的理工学院,已经开发出一种更节能的化学分离方法可以在石油化工和生物燃料行业的变革过程。新发现发表在7月31日出版的《科学》杂志中,科学研究的主要期刊发表的美国协会科学促进会。欧洲杯线上买球
分离和净化能力特定分子化学混合物化学制造业至关重要。许多工业分离依赖于蒸馏,这一过程很容易设计和实现,但消耗了大量的能源。
与国家科学基金会(NSF)的资助,Tsapatsis和他的团队欧洲杯线上买球开发了一种新方法用于创建高性能膜从水晶筛子,称为沸石。该方法可以显著提高能源利用率比传统的化学分离方法和允许更高的生产速度。研究人员开发了一个快速加热治疗移除在沸石膜结构缺陷,限制他们的表现,这一问题一直困扰几十年来的技术。
“使用膜而不是能源密集型过程蒸馏和结晶等可能对行业产生重大影响,”全国科学基金会项目主管Rosemarie威臣说。这一发现可能会增加生产的能源效率等重要化学溶剂二甲苯和可再生生物燃料,如乙醇和丁醇,她说。
Tsapatsis解释说,一个普遍的生物燃料生产的挑战是重要的能源输入所需的分离和净化所需的产品。蒸馏是一种常用但能源密集型的分离方法。一些专家项目,生物燃料的生产,如乙醇,将达到每天2000万桶,到2030年,全球Tsapatsis说。假设技术成熟的过程,如蒸馏继续被使用,相当于目前世界上3%的能源消费总量将生物燃料所需的分离,他说。
等生物燃料丁醇,也越来越受欢迎,因为它们兼容现有管道基础设施,与现有的碳氢化合物燃料混合能力,更高的能量。然而,这些重生物燃料,与更高的沸点比水,净化更具挑战性,Tsapatsis说。膜基分离流程,像那些由明尼苏达大学的研究人员开发的,可以消除所有但一小部分相关的能源使用这种类型的生物燃料生产。
“我们非常兴奋我们突破研究和未来的可能性,“Tsapatsis说。如果这些沸石膜的工作“伟大的事情可以发生在工业实验室里我们已经看到他们的工作方式。”
Tsapatsis涉及几个明尼苏达大学的研究生和博士后在这个项目。它们包括:Jungkyu崔现在加州大学的博士后研究员,伯克利,执行大部分的实验;马克•斯奈德现在利哈伊大学助理教授,谁执行共焦显微镜实验而Tsapatsis博士后的集团和Jared Stoeger,目前在明尼苏达大学的博士生,谁执行渗透测量使用不锈钢管支持膜。Hae-Kwon桢,现在德州农工大学助理教授,同时进行一些早期的快速加热治疗博士后在伊利诺大学香槟分校的工程学教授理查德Masel。
Tsapatsis和合作者正在使沸石膜10到100倍稀释剂允许分子通过更快。他们希望最终实现他们的治疗过程,这些膜的有利影响。