Сверхтонкие мембраны помогут перерабатывать нефть

Ученые создали наномембраны, позволяющие сэкономить до 90% энергии, необходимой для переработки нефти. Это достигается за счет высокой проницаемости тонкого слоя материала, лежащего в основе разработки. Исследование опубликовано в журнале Science.

Ежедневно во всем мире добывается порядка восьмидесяти миллионов баррелей сырой нефти. После добычи ее перерабатывают, чтобы получить углеводороды, которые, в свою очередь, служат для производства топлива, пластмасс и полимеров. Обычно углеводороды извлекают из нефти с помощью атмосферной или вакуумной перегонки — процессов, при которых сырье нагревается до 500 °C и выше. Нагрев приводит к кипению соединений, входящих в состав нефти, а поскольку они имеют разные точки кипения, их становится возможным разделить. Такой метод крайне энергозатратен — на него приходится около 1% всего мирового энергопотребления в год.

Исследователи из Лондонского университета королевы Марии разработали наномембраны, при применении которых переработка нефти станет на 90% менее энергозатратной. Ученые использовали в качестве материала олигомерные амины — азотсодержащие органические соединения, которые обладают высокой проницаемостью для углеводородов в составе нефти. Авторам удалось дополнительно увеличить пропускную способность мембран за счет того, что их толщина составила всего десять нанометров, что в пять тысяч раз меньше диаметра человеческого волоса.

«Огромное количество энергии потребляется промышленными предприятиями, занимающимися разделением смесей молекул. Благодаря подходам, которые легли в основу изготовления мембран, мы создали молекулярную архитектуру, обеспечивающую точное разделение при относительно невысоких энергозатратах», — рассказывает Эндрю Ливингстон, профессор Лондонского университета королевы Марии.