باحثو «كاوست» يطورون أغشية متقدمة قد تخفض استهلاك الطاقة في فصل الغازات الصناعية

طوّر باحثون في جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية «كاوست» بالتعاون مع باحثين من الصين وفرنسا، تصميمًا جديدًا لأغشية متقدمة قد يسهم في خفض استهلاك الطاقة وتكاليف عمليات فصل الغازات الصناعية، في إنجاز بحثي نُشر في مجلة «نيتشر».

ويعتمد التصميم على الأطر المعدنية العضوية (MOFs)، وهي مواد شديدة المسامية تتميز بقدرتها على فصل الجزيئات بدقة، فيما تمكن الفريق من رفع نسبة هذه المادة داخل الغشاء إلى أكثر من 90% مع الحفاظ على مرونته ومتانته وقابليته للتصنيع باستخدام تقنيات صناعية متاحة.

وتجاوز الباحثون بذلك أحد أبرز تحديات نقل هذه المواد من المختبر إلى الإنتاج الصناعي، بعد نجاحهم في تصنيع لفائف أغشية متصلة بطول 20 مترًا باستخدام تقنية الإنتاج المستمر «لفة إلى لفة».

وأظهرت التجارب قدرة الأغشية على تنفيذ عمليات صناعية مهمة، من بينها احتجاز الكربون وتنقية الهيدروجين والبروبيلين، مع الحفاظ على الأداء لمدة وصلت إلى 150 يومًا من التشغيل المستمر في إحدى التجارب.

كما أشارت النمذجة إلى إمكانية خفض تكاليف التنقية بنسبة تصل إلى 80% مقارنة بعمليات التقطير التقليدية، ما يعزز فرص استخدام التقنية في قطاعات البتروكيماويات والغاز الطبيعي والهيدروجين واحتجاز ثاني أكسيد الكربون.

ويأتي هذا الإنجاز في وقت تمثل فيه عمليات فصل الغازات نحو 15% من إجمالي استهلاك الطاقة عالميًا، ما يجعل تطوير تقنيات أكثر كفاءة في هذا المجال ذا أثر محتمل على خفض استهلاك الطاقة ودعم التحول نحو عمليات صناعية أكثر استدامة.