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瑞士团队研发低成本石墨烯膜,碳捕获效率飙升

 材料每日新鲜报

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瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)研究团队在《自然·化学工程》发布突破性成果,成功开发出可规模化制备的二氧化碳(CO₂)选择性多孔单层石墨烯膜,为工业级碳捕获提供高效廉价方案。

当前,全球约20%碳排放源于工业点源,传统碳捕获技术能耗高、成本贵。多孔单层石墨烯膜虽潜力巨大,但高成本、孔隙不均和裂纹缺陷限制其应用。

此次研究通过三大创新实现突破:选用10美元/平方米的工业铜箔,经硝酸酸洗和氧化铝管阻隔副反应,合成高质量石墨烯;采用机械增强膜直接封装并原位蚀刻铜箔,使50平方厘米膜转移成功率近100%;设计大型管式反应器,调控臭氧参数,在500平方厘米石墨烯片上生成均匀CO₂选择性孔隙。

优化后的石墨烯膜CO₂渗透率达13,105 GPU,CO₂/N₂选择性15.1,远超商用聚合物膜。技术经济评估显示,该膜碳捕获能耗比胺吸收法降低70%,规模化后工业碳捕获成本有望减少90%。团队将优化生产工艺,推动其在电厂、航运等领域应用。 

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