Membranas de grafeno para filtrar dióxido de carbono y mejorar la obtención de gas natural

Se ha logrado determinar mediante experimentos pioneros que es viable utilizar membranas de grafeno con poros diminutos para separar eficientemente moléculas de gas por su tamaño.

Los resultados de esta investigación son un gran avance hacia la creación de membranas más eficientes energéticamente para la producción de gas natural y para reducir las emisiones de dióxido de carbono en chimeneas de centrales térmicas o de fábricas de ciertas clases, así como en los tubos de escape de vehículos.

El grafeno consiste en una sola capa de átomos de carbono colocados en una retícula hexagonal, similar a la de un panal de miel.

Esquema de un poro de tamaño molecular en una membrana de grafeno. (Foto: Zhangmin Huang)

El equipo de Scott Bunch, John Pellegrino, Steven Koenig y Luda Wang, de la Universidad de Colorado en Boulder, Estados Unidos, creó poros nanométricos en láminas de grafeno mediante un proceso de grabado oxidativo inducido por luz ultravioleta, y entonces midió la permeabilidad a varios gases en las membranas de grafeno poroso. Se hicieron experimentos con diversos gases incluyendo hidrógeno, dióxido de carbono, argón, nitrógeno, metano y hexafluoruro de azufre, cuyas moléculas están en el rango de entre 0,29 y 0,49 nanómetros, para demostrar el potencial que tiene el nuevo descubrimiento para permitir separar gases basándose en el tamaño de las moléculas.

El grafeno es un material ideal para crear una membrana de separación debido a sus características especiales, que incluyen su durabilidad y el no necesitarse mucha energía para empujar a las moléculas por la membrana.

Todavía habrá que superar otros desafíos técnicos antes de que la tecnología pueda utilizarse en la práctica. Uno de ellos, por ejemplo, es desarrollar un proceso práctico para crear con la debida precisión nanoporos de los tamaños deseados.
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