日本東麗公司通過(guò)使用多孔碳纖維研發(fā)出二氧化碳分離膜

       新材料在線(xiàn)4月20日訊：根據4月15日日本東麗公司官方網(wǎng)站最新發(fā)布的信息，該公司已經(jīng)成功發(fā)明了一種具有雙重全碳結構的二氧化碳（CO2）分離膜，這種雙重結構包括了作為支撐的中空多孔碳纖維和表面的薄碳膜分離層。

該膜具有優(yōu)異的CO2分離性能和高耐用性，與傳統的無(wú)機分離膜相比，該膜可以使設備更緊湊。據悉，東麗公司后續將加大研發(fā)力度，在社會(huì )基礎設施中部署這種分離膜。

       CO2分離技術(shù)對于利用二氧化碳實(shí)現循環(huán)碳經(jīng)濟至關(guān)重要，該技術(shù)通常會(huì )采用CO2吸收和吸附設備。然而，這種裝置和技術(shù)的問(wèn)題在于它們消耗了太多的能量，因而這也推動(dòng)了世界范圍內對節能膜分離技術(shù)的研究。

       孔徑小于1納米的分離層較薄，而且具有更好的氣體滲透性，但是較低的耐壓性需要與支撐層結合使用。常規無(wú)機支撐層堅硬且易碎，且直徑無(wú)法減小，從而阻止了致密的模塊封裝和小型化。

       2019年11月，東麗公司成功開(kāi)發(fā)出全球首款具有連續、納米/微米級孔隙結構的多孔碳纖維，關(guān)于該款纖維的優(yōu)異特性及潛在應用延伸閱讀《日本東麗新型多孔碳纖維：可滲透、優(yōu)異的吸附與導電性》（閱讀原文）。這種具有連續孔結構的多孔碳纖維，可以為氣體分離膜提供支撐層，通過(guò)形成中空纖維，氣體分離膜具有優(yōu)異的氣體滲透性、耐化學(xué)性和耐熱性。

       該公司的新型二氧化碳分離膜采用直徑小于300微米的薄中空纖維多孔碳纖維作為支撐層，在表面上則是一個(gè)均勻的僅幾微米厚的碳膜分離層。由于支撐層和分離層相互獨立，這種分離膜提供了出色的CO2分離和耐用性。

       這種CO2分離膜很柔軟，非常薄，可以像普通纖維一樣連續生產(chǎn)。高密度包裝使模塊小型化。在相同體積下，CO2透過(guò)率可比常規無(wú)機CO2分離膜組件提高5倍。

       東麗新型CO2分離膜的一個(gè)潛在用途是天然氣和沼氣凈化。它可以通過(guò)利用功能層對待分離氣體進(jìn)行選擇，它還可用于制氫和提純、廢氣CO2分離和其他氣體分離應用。

       東麗將利用公司于1926年成立的志賀工廠(chǎng)未來(lái)研發(fā)創(chuàng )新中心的創(chuàng )新中心能力，通過(guò)與來(lái)自不同領(lǐng)域的學(xué)術(shù)機構和關(guān)鍵合作伙伴合作，并將更先進(jìn)的氣體分離膜商業(yè)化，實(shí)現戰略性開(kāi)放創(chuàng )新。該公司希望通過(guò)利用其創(chuàng )新技術(shù)和先進(jìn)材料，幫助世界平衡溫室氣體排放和吸收，符合東麗集團可持續發(fā)展愿景和東麗2030年愿景。

       據悉，在后續工作中，日本東麗將始終秉承“通過(guò)創(chuàng )新思想、技術(shù)和產(chǎn)品創(chuàng )造新價(jià)值為社會(huì )做出貢獻”的企業(yè)理念，繼續幫助解決環(huán)境、資源和能源問(wèn)題，并繼續進(jìn)行研發(fā)以實(shí)現碳中和。