Toray onthult eerste nano-gestructureerde poreuze koolstofvezel voor geavanceerde membranen

Poreuze koolstofvezel met continue poriestructuur. Bron | Toray

Toray Industries Inc. (Tokio, Japan) kondigde aan dat het de wereld’s eerste poreuze koolstofvezel met een nano-gestructureerde continue poriestructuur heeft gecreëerd. De vezel is ontworpen voor gebruik als ondersteunende laag in geavanceerde membranen voor broeikasgasscheiding en waterstofproductie, wat ze lichter en compacter maakt voor verbeterde prestaties.

Het bedrijf zal R&D voor dit nieuwe materiaal voortzetten en samenwerken met andere entiteiten om toepassingen te ontwikkelen. Mogelijke toepassingen zijn elektrodematerialen en katalysatordragers (basismaterialen voor het fixeren van andere stoffen) in hoogpresterende batterijen.

Volgens Toray scheiden conventionele absorptie- en adsorptie-installaties kooldioxide, biogas, waterstof en andere gassen, maar het probleem is dat ze groot zijn en veel energie verbruiken, wat zware CO2-uitstoot veroorzaakt. Gasscheiding met membranen heeft daarom veel aandacht getrokken, maar tot nu toe zijn er geen membranen ontwikkeld die zowel voldoende gasscheidingprestaties als duurzaamheid combineren. 

Torays nieuwe koolstofgebaseerde materiaal is naar verluidt chemisch stabiel en biedt optimale gaspermeabiliteit. Het materiaal gebruikt dunne, flexibele vezels, zodat gasmembraanmodules er veel van kunnen huisvesten terwijl ze compact en licht blijven. Dergelijke ondersteuning maakt het mogelijk om een reeks gasscheidingslagen te combineren. Toray streeft ernaar bij te dragen aan de commercialisering van geavanceerde scheidingsmembranen om eco-vriendelijke natuurlijke gas- en biogaszuivering en waterstofproductie te realiseren.

Holle poreuze koolstofvezel en interne poreuze structuur. Bron | Toray

Toray innoveerde zijn nieuwe materiaal door zijn polymerechnologie te combineren met zijn koolstofvezelttechnologieën, evenals met waterzuiverings- en andere scheidingsmembraantechnologieën. Door zijn polymerechnologie te benutten, kon het bedrijf een poreuze koolstofvezel creëren met uniform continue poriën en koolstof. Toray zegt dat het mogelijk is om nano- tot micro-niveau poriegrootte in te stellen voor poreuze structuren, of een holle vezelvormige poreuze koolstofvezel in het centrum van een vezel te creëren.

Naarmate R&D voor dit materiaal voortgaat, plannet Toray volgende maand het openen van zijn R&D Innovation Center for the Future. De nieuwe faciliteit zal dienen als wereldwijd hoofdkwartier voor strategische innovaties door betrokkenheid van academische instellingen en sleutelpartners uit diverse vakgebieden. Het bedrijf zegt dat het met verschillende partners zal samenwerken in inspanningen die zijn nieuwe materiaal benutten om meer geavanceerde gasscheidingsmembranen te commercialiseren.

Onder de Toray Group Sustainability Vision streeft het bedrijf ernaar technologieën te ontwikkelen die helpen low-carbon economieën te realiseren tegen 2050 door bij te dragen aan oplossingen voor milieu-, hulpbronnen- en energieproblemen.