Un aragonés desarrolla una membrana para la eliminación selectiva de gases nocivos

La revista científica Science acaba de publicar la investigación de Álvaro Mayoral, investigador del CSIC en el Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón, INMA, instituto mixto del CSIC y la Universidad de Zaragoza, para desarrollar una membrana para la eliminación selectiva de gases nocivos.

El proceso de eliminación de gases nocivos como el sulfuro de hidrógeno (H2S) y el dióxido de carbono (CO2) del gas natural (CH4), podría llegar a ser un proceso sencillo y eficiente mediante la utilización de esta membrana.

Álvaro Mayoral, científico de referencia del Laboratorio de Microscopías Avanzadas (LMA), forma parte de un equipo multidisciplinar de científicos del KAUST, CSIC, la Universidad ShanghaiTech y la Universidad de Montpellier, informa el INMA en una nota de prensa.

El investigador comenta que la membrana que han desarrollado es "mixta compuesta por un polímero y una matriz de una material híbrido organometálico" y apunta que las ventajas de la tecnología basada en membranas poliméricas sobre otras técnicas de separación tradicionales son el uso eficiente de la energía, lo que conlleva un menor coste, y una operación más sencilla.

El trabajo desarrollado parte del entendimiento a nivel atómico del “relleno” de las membranas; en este caso el gran rendimiento de este material se basa en la alineación de las nanoláminas de los sólidos híbridos orgánico-inorgánico (MOF) dentro del polímero y en la traslación, de manera exitosa, de las propiedades de separación del adsorbente en un compuesto procesable.

Los MOF contienen centros metálicos unidos entre sí mediante grupos orgánicos formando una red porosa tridimensional. Mediante la modificación del tamaño de poro se puede obtener así el material adecuado que permita la separación de diferentes gases en función del tamaño.

Las membranas de matriz mixta (MMM) convencionales cuentan con canales o poros orientados al azar dificultando así la separación de los gases. Para evitar esas limitaciones, los investigadores desarrollaron las membranas MMMOF que, en comparación con otras membranas, demuestra una separación mucho mejor del H2S y CO2 del gas natural en condiciones prácticas de trabajo (por ejemplo, alta presión, alta temperatura, tiempo prolongado de 30 días, etc.).

De hecho, esta membrana orientada flexible de escala centimétrica se puede considerar como una sola pieza de un cristal flexible en la que miles de nanoláminas de MOF, estudiadas a escala atómica, se alinean uniformemente en una dirección cristalográfica predefinida donde los espacias entre las mismas están ocupados por el polímero.