Gerald Schut
De scheiding van waterstof en COâ‚‚ kan door een nieuwpolymeermembraan energiezuiniger en goedkoper worden. Het door onderzoekers van de TU Delft ontwikkelde membraan kan zowel worden toegepast bij de afvang van COâ‚‚ uit kolen- en gascentrales als bij de productie van waterstof uit ‘steam methane reforming’ (SMR).
Polymeermembranen zijn een veelbelovend en energiezuinig alternatief voor de doorgaans gebruikte energie-intensieve ‘amine scrubbing’ om COâ‚‚ af te vangen. Maar vaak zijn ze ofwel niet bestand tegen hoge temperaturen ofwel weinig selectief. Het door de onderzoekers ontwikkelde microporeuze BILP (benzimidazool-gekoppeld polymeer) heeft dat nadeel niet. Bij een temperatuur van 150° Celsius en 10 bar laat het dankzij zijn kleine poriën op iedere 40 waterstof-moleculen slechts één molecuul COâ‚‚ door. Dat is twee keer zo goed als bestaande membranen.
Het BILP-membraan is primair ontwikkeld voor afvang van COâ‚‚ uit het fifty-fifty mengsel van COâ‚‚ en waterstof, dat ontstaat na een eerste stap van vergassing en een tweede stap van water-gas-shift in een kolencentrale (‘pre combustion’). ‘Maar in onze octrooiaanvraag wijzen we erop dat het in principe geschikt is voor iedere situatie waarin je waterstof wilt scheiden van grotere moleculen,’ zegt emeritus professor Freek Kapteijn van de TU Delft. Omdat de ‘post combustion’ emissiegassen van een kolencentrale slechts 15% COâ‚‚ bevatten is daarvoor een COâ‚‚-specifiek membraan geschikter. Afhankelijk van de gewenste zuiverheid van waterstof kan het membraan ook bij waterstofproductie uit aardgas van nut zijn. Voor gebruik in brandstofcellen is een hogere puurheid van waterstof (minstens 99,97%) vereist.
Volgens onderzoeker Freek Kapteijn levert het membraan bij een levensduur van vijf jaar aanzienlijke milieuvoordelen op vergeleken met de traditionele scheiding van H2 en COâ‚‚ via ‘amine scrubbing’. De methode is bovendien goedkoper en neemt minder ruimte in beslag.
