Ny norsk membran fungerer på samme måte som lungene våre.

CO2-RENSING

5 spørsmål om ny løsning for CO2-rensing

– Hvordan fjerner man avgasser fra CO2 i dag?

– Selv om fjerning av CO2 med aminløsninger er å betrakte som kjent teknologi, så er det meg bekjent kun ett fullskalaanlegg (The SaskPower’s Boundary Dam i Canada) som nå settes i drift ved et stort kullfyrt kraftverk. Flere steder i verden har man dog store pilotanlegg basert på amin-

absorpsjon.

– Teknologien er kjent ut fra anvendelsen den i mange år har hatt i prosessindustrien, ofte for å rense ut CO2 fra mindre volumstrømmer og i rensing av naturgass for å skille CO2 fra metan ved høyt trykk. Som for alle kjemis­ke prosesser spiller gassammensetning, temperatur og trykk en viktig rolle for effektiviteten, så teknologien måtte tilpasses for røykgass fra kraftverk.

Polyvinylamin

– Hvordan er den nye membranen konstruert?

– Den nye membranen («fixed-­site-carrier membrane») er en polyvinylamin (PVAm) som kan strykes på en bærestruktur av flate plastark eller hule fibre. Selve membranen er den supertynne PVAm-hinna som vi legger på en bærestruktur av polysulfone (PSf) – en kompositt­membran. Polymere forbindelser er lange kjedemolekyler hvor strukturen repeteres flere tusen ganger.

– PVAm-polymeren inneholder amingrupper som er festet til kjeden («fixed-site-carrier»). Vi har optimalisert mange parametere i framstillingen av komposittmembranen for effektiv innfanging av CO2.

Membraner: Det lille skillet som gjør den store forskjellen

Liker ikke fuktighet

– Hvordan fungerer den?

– Viktigst er høy fuktighet i gasstrømmen. Da vil amingruppene aktiveres med vann, CO2 omdannes til bikarbonat (HCO3-) og transporteres gjennom membranen. På den andre siden omdannes det igjen til CO2-gass. Forenklet sagt er det samme reaksjon som skjer når vi puster ut CO2. I lungene våre er det et enzym som katalyserer en superhurtig reaksjon som kun skjer med CO2. Røykgassens andre deler blir igjen på den andre siden.

– Ofte «liker ikke» membraner fuktighet. Spesielt for vår membran er at vi trenger vannet som er i røykgassen. Separasjonens «drivende kraft» er i hovedsak konsentrasjons­avhengig. Vi slipper å bruke mye energi for å komprimere gassen; isteden suger vi med vakuum på permeasjonssiden hvor CO2 oppkonsentreres.

– Hvilke typer utslipp­ kan metoden­ brukes til?

– Når det gjelder «vår» patenterte FSC-PVAm-membran, er forutsetningen som sagt at gassen inneholder fuktighe­t. Så er det begrensinger på temperatur og trykk. Vi har foreløpig kun testet opp til 70 °C. Membranen tåler å tørke, men fungerer da ikke så godt. De fleste kraftverk har imidlertid svovelrensing på røykgassen og da bringes temperaturen ned. Går vi opp i trykk, må strukturen av komposittmembranen endres noe for å hindre kompaktering.

– Vi utvikler dette for rensing av naturgass hvor vi fort er oppe i 80 bar. Vi styrker strukturen i membranen på forskjellige måter – også her har vi kommet langt.

Les også: Disse dyrene har superkrefter som industrien streber etter å gjenskape

Konkurransedyktig

– Kan den også brukes i gasskraft­verk?

– Ren naturgass som brennes gir røykgass med relativt lavt CO2-innhold (rundt 5 %). Den nødvendige «drivende kraft» for membranseparasjonen blir liten­, og arealene som trengs blir urimelig­ store, så prosessløsningen anbefales ikke i dag. Dersom prosessløsninger benyttes på kraftverket for å bringe opp CO2-konsentrasjonen før rensing («combined cycle»), kan det bli en god løsning med membranfangst også her.

– Simuleringer vi har gjort viser at om røykgassen inneholder ~8 % CO2, kan vi få konkurransedyktig membranløsning også her. Membranen vår er testet på røykgass fra kullkraftverk i Portugal. Vi er i startgropa med å teste for sementindustrien ved Norcem i Brevik og i forhandlinger med kanadiske selskaper for testing på strømmer tilsvarende 8 % CO2 (OTSG-røykgass).

Les også:

Norsk membran setter verdensrekord

Slik fanger de CO2 med salt