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日本东丽企业通过使用多孔碳纤维研发出二氧化碳分离膜
碳纤维及其复合材料技术 / 时间:2021-04-20 22:27:06

新材料在线4月20日讯:根据4月15日日本东丽企业官方网站最新发布的信息,该企业已经成功发明了一种具有双重全碳结构的二氧化碳(CO2)分离膜,这种双重结构包括了作为支撑的中空多孔碳纤维和表面的薄碳膜分离层。

该膜具有优异的CO2分离性能和高耐用性,与传统的无机分离膜相比,该膜可以使设备更紧凑。据悉,东丽企业后续将加大研发力度,在社会基础设施中部署这种分离膜。

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具有双重全碳结构的二氧化碳(CO2)分离膜

CO2分离技术对于利用二氧化碳实现循环碳经济至关重要,该技术通常会采用CO2吸取和吸附设备。然而,这种装置和技术的问题在于它们消耗了太多的能量,因而这也推动了世界范围内对节能膜分离技术的研究。

孔径小于1纳米的分离层较薄,而且具有更好的气体渗透性,但是较低的耐压性需要与支撑层结合使用。常规无机支撑层坚硬且易碎,且直径无法减小,从而阻止了致密的模块封装和小型化。

2019年11月,东丽企业成功开发出全球首款具有连续、纳米/微米级孔隙结构的多孔碳纤维,关于该款纤维的优异特性及潜在应用延伸阅读《日本东丽新型多孔碳纤维:可渗透、优异的吸附与导电性》(阅读原文)。这种具有连续孔结构的多孔碳纤维,可以为气体分离膜提供支撑层,通过形成中空纤维,气体分离膜具有优异的气体渗透性、耐化学性和耐热性。

该企业的新型二氧化碳分离膜采用直径小于300微米的薄中空纤维多孔碳纤维作为支撑层,在表面上则是一个均匀的仅几微米厚的碳膜分离层。由于支撑层和分离层相互独立,这种分离膜提供了出色的CO2分离和耐用性。

这种CO2分离膜很柔软,非常薄,可以像普通纤维一样连续生产。高密度包装使模块小型化。在相同体积下,CO2透过率可比常规无机CO2分离膜组件提高5倍。

东丽新型CO2分离膜的一个潜在用途是天然气和沼气净化。它可以通过利用功能层对待分离气体进行选择,它还可用于制氢和提纯、废气CO2分离和其他气体分离应用。

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企业正在开发的CO2分离膜产品

东丽将利用企业于1926年成立的志贺工厂未来研发创新中心的创新中心能力,通过与来自不同领域的学术机构和关键合作伙伴合作,并将更先进的气体分离膜商业化,实现战略性开放创新。该企业希翼通过利用其创新技术和先进材料,帮助世界平衡温室气体排放和吸取,符合东丽集团可持续发展愿景和东丽2030年愿景。

据悉,在后续工作中,日本东丽将始终秉承“通过创新思想、技术和产品创造新价值为社会做出贡献”的企业理念,继续帮助解决环境、资源和能源问题,并继续进行研发以实现碳中和。


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