Saloplastic-membraan zorgt voor proper water

UTwente heeft een nieuw membraan ontwikkeld om te gebruiken in brandstofcellen of bij waterontzilting. Dit membraan bestaat uit een speciaal soort plastic, een poly-elektrolyt complex.

Trefwoorden: #brandstofcel, #hittepers, #membraan, #ontzilting, #PEC, #poly-elektrolyt complex, #UTwente

Lees verder

research

( Foto: UTwente )

ENGINEERINGNET.BE - Het groeiende tekort aan drinkbaar water is in de afgelopen eeuw een grote zorg geworden. Wereldwijd spannen onderzoekers zich in om dit probleem op te lossen, onder meer door nieuwe technologieën te ontwikkelen om drinkbaar water te maken.

Een van deze technologieën is elektrodialyse voor de ontzilting van zeewater of brak water. Deze techniek vereist een ionenuitwisselingsmembraan dat selectief de ionen uit waterig zout doorlaat, maar tegelijkertijd het water zelf tegenhoudt.

Deze membranen produceren is nog een uitdaging en leidt vaak tot dure membranen die niet stabiel zijn in extreme omgevingen met een zeer hoge of een zeer lage pH.

Onderzoekers van UTwente vonden een techniek die de problemen van de commercieel gebruikte ionenuitwisselingsmembranen kan oplossen door een zogenaamde saloplast te maken.

"Bij het mengen van bepaalde positief- en negatief geladen polymeren in water konden we al een poly-elektrolyt complex (PEC) maken, een mozzarella-achtige bol van plastic", zegt prof. dr. ir. Wiebe de Vos.

Na onderzoek van diverse technieken vonden de onderzoekers dat hittepersen de hoogste kans van slagen had om van dit complex een bruikbaar membraan te maken.

Bij dit proces wordt de PEC in een mal geplaatst die in een hittepers wordt geplaatst. In het begin sluit de pers zonder extra druk en warmt op tot een temperatuur van 80°C

Na circa twintig minuten, wanneer het materiaal deze temperatuur heeft bereikt, verhoogt de druk tot tweehonderd bar. Dit is vergelijkbaar met de druk ongeveer twee kilometer onder water.

De PEC houdt deze omstandigheden vijf minuten vast. Daarna koelt het materiaal af tot 25 graden Celsius. Het hele proces duurt circa 1 uur, terwijl andere technieken enkele dagen duren.

Het eindproduct is een transparante film met hoge dichtheid. Dit plastic is stevig, flexibel en volledig dicht tot op de nanometerschaal. Ook is het proces volledig schaalbaar met goede controle over de grootte, dikte en structuur van het membraan.

Verder hangt het relatief eenvoudige productieproces niet af van organische oplosmiddelen en repareert het materiaal zichzelf in zout water.

Het membraan is ook op andere manieren te gebruiken. De stabiliteit bij zeer hoge en lage pH-waarden maakt het geschikt voor brandstofcellen.


Op de figuur boven:
Het nieuwe proces van hittepersen van het polyelektrolyt complex leidt tot een transparant membraan met een hoge dichtheid.