Een team wetenschappers van EPFL, onder leiding van Kumar Varoon Agrawal, heeft revolutionaire grafeenmembranen ontwikkeld voor koolstofafvang. Ze bevatten pyridinische stikstof aan de randen van de grafeenporiën. Nature Energy meldt dat de membranen een verbeterde CO2-bindingsefficiëntie en indrukwekkende scheidingsfactoren vertonen. Ze zijn ook veelbelovend voor een duurzamere en kosteneffectievere reductie van industriële koolstofemissies.
Met behulp van enkellaagse grafeenfilms, gesynthetiseerd via chemische dampdepositie op koperfolie, introduceerde het team poriën door middel van gecontroleerde oxidatie met ozon. Vervolgens behandelden ze het geoxideerde grafeen bij kamertemperatuur met ammoniak om stikstofatomen te integreren.
Deze innovatie zou de kosten en het energieverbruik van koolstofafvangprocessen aanzienlijk kunnen verlagen. Het belooft ook een duurzamere en economischere oplossing voor het verminderen van industriële koolstofemissies.
Röntgenfoto-elektronenspectroscopie en scanning tunneling microscopie bevestigden de succesvolle integratie van pyridinische stikstof, wat de CO₂-binding aan de grafeenporiën versterkte. De nieuwe membranen vertoonden een indrukwekkende CO₂/N₂-scheidingsfactor, met een gemiddelde van 2 voor 2% CO₂-gasstromen en meer dan 2 voor 53% CO₂-stromen dankzij de verbeterde CO₂-binding.
De schaalbaarheid werd aangetoond door de productie van hoogwaardige membranen op centimeterschaal, waarmee de weg werd vrijgemaakt voor industriële toepassing.
