Wykonany z grafenu materiał, jak podkreślają jego twórcy, charakteryzuje się wysokim stopniem selektywności. W praktyce oznacza to zdolność do efektywnego blokowania dwutlenku węgla przed trafianiem do otoczenia bądź usuwaniem go w razie potrzeby. O szczegółach tej koncepcji stojący za nią naukowcy piszą na łamach Nature Energy.
Czytaj też: Nowy reaktor transformuje dwutlenek węgla. Wieści z Chin napawają optymizmem
Takie membrany były stosowane już niejednokrotnie. Zasada ich działania jest stosunkowo prosta, gdyż chodzi o przepuszczanie większości gazów i zatrzymywanie tych, które są pożądane dla naukowców (a jednocześnie niemile widziane w środowisku). W tym przypadku takim związkiem jest rzecz jasna dwutlenek węgla. Za eksperymentami poświęconymi nowemu materiałowi stoją przedstawiciele École Polytechnique Fédérale de Lausanne.
Ich grafenowa membrana cechuje się wysoką porowatością i poprawionym rozkładem porów. Dochodzi do tego dodatek grup polimerowych, dzięki którym rośnie selektywność wspomnianego gazu cieplarnianego. Problemem było to, że jednocześnie nie występowała wysoka selektywność i przepuszczalność. Innymi słowy, członkowie zespołu badawczego nie byli w stanie połączyć ze sobą obu tych aspektów.
Materiał w postaci membrany grafenowej jest przystosowany do selektywnego pochłaniania dwutlenku węgla z powietrza
Potrzeba było sposobu na zwiększenie powiązań między porami grafenu a dwutlenkiem węgla. Kluczem do sukcesu okazało się wprowadzenie azotu, którego atomy mają korzystny wpływ na zjawisko wiązania. Zachowano przy tym niewielką grubość grafenowej siatki. Udało się też osiągnąć to, do czego naukowcy tak bardzo dążyli, czyli wysoką selektywność i przepuszczalność innych gazów.
Czytaj też: Chińskie ogniwo słoneczne wygląda skromniutko, ale produkuje ogrom energii. Jakim cudem?
Najbliższym celem twórców będzie zwiększenie skali, w jakiej mogą funkcjonować takie membrany. Będzie to podstawą w kontekście wdrażania takiego rozwiązania na dużą skalę, na przykład w zakładach produkcyjnych emitujących duże ilości szkodliwych dla środowiska związków. Później przyjdzie pora na komercjalizację tej technologii.