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Membranfiltration: Effizienter Wasserstofffilter entwickelt

Ein neuer Polymer-Membranfilter trennt Wasserstoff erfolgreich von verunreinigenden Begleitgasen wie Kohlendioxid, ohne das erwünschte H2 zu dekomprimieren. Der Trick ist, dass der Filter die unerwünschten Begleiter passieren lässt, aber den Wasserstoff zurückhält. Herkömmliche Methoden arbeiten umgekehrt.

Benny Freeman von der Universität von Texas und seine Kollegen entwickelten ihren Filter auf der Basis von Ethylenoxid, das sich leicht zu einem Polymer vernetzt. Das entstehende Material ist polar und wechselwirkt dadurch stärker mit ebenfalls polaren Molekülen wie Kohlendioxid. Wasserstoff, obwohl kleiner, passiert hingegen die Poren nicht, weil das Molekül unpolar ist. Mit Weichmachern konnten die Forscher die Trennungsquote sogar noch steigern: Die Membran war letztendlich für CO2vierzig Mal so durchlässig wie für H2. Bisher galt der Einsatz von Weichmachern als schädlich für die Selektivität der Membranen.

Gegenüber herkömmlichen Verfahren bietet der Polymerfilter den Vorteil, dass der Wasserstoff in komprimierter Form erhalten bleibt, während er sonst nach Passage des Filters in eine druckärmere Umgebung erst wieder unter hohem Energie- und Kostenaufwand komprimiert werden muss, um als Treibstoff oder in der Aufbereitung von Erdöl und Erdgas verwendet werden zu können. Bei ersten Tests unter typischen Industriebedingungen mit weiteren verunreinigenden Stoffen wie Schwefelwasserstoff und Wasserdampf schnitt der neue Filter besser ab als bislang eingesetzte Verfahren.

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