Introduzione

L’invenzione di questo brevetto si riferisce alla preparazione di membrane sintetiche innovative costituite da liquidi ionici a base di fosfonio polimerizzabili che sono risultati particolarmente adatti per l’uso nella separazione di gas, ed in particolare, nella separazione di CO₂, anche in presenza di vapore d’acqua. La tecnologia ben si colloca nella logica dell’economia circolare e del recupero di correnti di scarto.

Caratteristiche Tecniche

Le membrane sono state preparate attraverso la foto-polimerizzazione di una miscela di acrilati contenenti 3 liquidi ionici (IL) con diversa lunghezza della catena alchilica (da etile a ottile): Ethyl₃P⁺, Butyl₃P⁺ e Octyl₃P⁺. La permeabilità di tutti i gas considerati decresce all’aumentare della lunghezza della catena alchilica. Il Ethyl₃P⁺ presenta la più alta permeabilità -tre volte superiore a quella del Octyl₃P⁺. La selettività segue un trend positivo all’aumentare della catena alchilica. Le nuove membrane risultano selettive per il CO₂ grazie ai IL che promuovono la solubilità del CO₂, favorendone preferenzialmente la sua permeabilità, rispetto agli altri gas di cui il trasporto è influenzato soprattutto da fenomeni di diffusione. Le blande condizioni operative richieste, i ridotti volumi di ingombro, la modularità, l’assenza di solventi assorbenti, la facile scalabilità sono tra i vantaggi più rilevanti che rendono la tecnologia a membrana competitiva e, in molti casi, vincente rispetto alle tecnologie di separazione tradizionali, quali assorbimento, criogenia, etc.

Possibili Applicazioni

• Tutti i settori industriali coinvolti nella separazione del CO₂, tra cui:
  • Upgrading del gas naturale;
  • Upgrading del biogas.
• Trattamento dei gas di scarico industriali.

Vantaggi

• IL intrappolati chimicamente nella membrana;
• Facilità di scale-up per la preparazione delle membrane;
• Non richiesto l’uso di solventi tossici per la solubilizzazione dei IL;
• Selettività e flussi esclusivi nella separazione del CO₂;
• Resistenza a miscele gassose contenenti vapore acqueo.