Energie sparen mit neuartiger Membran

Eure Technologie könnte vor allem wichtig sein fürs Abwenden der zweiten globalen Krise, dem Klimawandel. Wie vermindert sie den globalen CO₂-Ausstoss?

Unsere Filter könnten die Gasreinigung durch Destillation ersetzen. Treibstoffe, Chemikalien, Kunststoffe - derzeit wird all dies aus Erdöl hergestellt. Dafür muss man Erdöl, welches aus einem komplexen Stoffgemisch besteht, chemisch umwandeln, auftrennen und einzelne Bestandteile weiterverarbeiten.
Das Gas Propylen ist mengenmässig nach Ethylen das global zweitwichtigste, aus Erdöl hergestellte Produkt. Propylen ist Ausgangsstoff für unzählige Substanzen, vor allem aber für Kunststoffe wie Polypropylen, aus denen zum Beispiel Filme, Fasern, Behälter, Verpackungen, Deckel und Verschlüsse hergestellt werden. Nach dem Steamcracken des Rohöls wird Propylen durch Destillation von den anderen Bestandteilen getrennt. Dieser Prozessschritt braucht enorm viel Energie: derzeit verbrauchen Separationsprozesse mehr als 10% der globalen Energie.

Mit unserer Filtertechnologie können bis zu 80% der Prozessenergie eingespart und die CO₂-Emissionen im Zusammenhang mit der Herstellung von Propylen um bis zu 90% vermindert werden.

Ein Riesenpotential. Woraus bestehen eure Membranen und wie werden sie hergestellt?

Um in industriellen Prozessen Gase zu filtern, sind stabile und flexible Membranen notwendig. Wir bringen Zinkoxid-Nanopartikel in eine Polyethersulfon-Polymerschicht ein. Die Nanopartikel fungieren als Keime, um im nächsten Prozessschritt - direkt in den Poren der Polymerschicht - eine Zeolith-Struktur zu erzeugen. Zeolith-Strukturen können effizient andere Moleküle «filtern». Neu ist, dass wir durch den «Einbau» der Nanopartikel in die Poren keine durchgehende Zeolithschicht brauchen. Eine durchgehende Zeolithschicht ist starr und brüchig. Da wir ohne diese Schicht auskommen, können wir mechanisch stabile und gleichzeitig flexible Membranen erzeugen.

UniSieve hat bereits mehr als 10 Kollaborationspartner in der Industrie. Die Membranen können nicht nur Propylen reinigen, sondern auch andere Substanzen filtern. Wie weit seid ihr mit der Ausweitung des Business Case auf andere Branchen als die chemische Industrie?

Die ersten Pilotversuche haben wir in einer industriellen Biogas-Anlage durchgeführt, also in der Energiebranche. Die Membranen haben sich als funktional und stabil erwiesen. Als nächstes planen wir 2021 einen Pilottest mit der spanischen Energie- und Chemie-Firma Repsol. Repsol will nach eigenen Aussagen bis 2050 CO₂-neutral werden. Unsere Membrantechnologie kann das Unternehmen dabei unterstützen.

Wie geht es weiter?

Wir planen, die Membranen bis 2022 in grossem Massstab zu produzieren. Die Membranen eignen sich auch als Add-on-Lösung zu bestehenden Destillationsanlagen, was das prozesstechnische und finanzielle Risiko für entsprechende Kunden sehr überschaubar hält. Je nach Entwicklung des CO₂-Preises könnte sich die schon jetzt kurze Payback-Zeit unserer Technologie noch weiter verringern.