CO₂ scheiden uit gasmengsels is een energie-intensief proces. Zeolieten, een soort moleculaire zeven, kunnen helpen om dit proces uit te voeren. Je kunt membranen maken van puur zeoliet, maar dat is lastig om te doen. Daarnaast zijn zeolietmembranen niet buigbaar en lukt de synthese niet voor alle soorten zeolieten. Je kunt zeoliet combineren met een polymeer om een materiaal te maken dat makkelijker te verwerken is, maar als je een zeoliet op klassieke wijze mengt met een polymeer is de adhesie tussen de twee componenten zo slecht dat het membraan gaat lekken en niet de gewenste selectiviteit haalt.

Onderzoekers van de KU Leuven synthetiseerden een membraan dat de voordelen van zeolieten en polymeren succesvol combineert. Ze ontwierpen een mixed matrix membraan (MMM) van commercieel polyimide gevuld met een zeoliet met een driedimensionaal kanalensysteem dat nauwkeurig gasmoleculen kan scheiden. Hun membraan presteert beter dan alle bestaande polymeermembranen en de meeste membranen van puur zeoliet. Ze publiceerden hun resultaten in december in Science.

‘We halen heel hoge selectiviteit voor scheiding van CO₂ uit een gasmengsel van CH₄ en N₂ en tegelijkertijd hoge permeabiliteit’, aldus Michiel Dusselier, coauteur en katalyseprofessor aan de KU Leuven. ‘De membraanstructuur kan CO₂ adsorberen, maar laat het er ook snel doorheen diffunderen. We kunnen tot 55% zeoliet in het polymeer stoppen, waarna het membraan nog steeds lekdicht en flexibel is. Zo creëren we een soort zeolietsnelweg voor CO₂ in de polymeermatrix.’