Entwicklung und Charakterisierung eines metallischen Substrats für ...

Polymermembran
Experimentelles
Für in-situ Membrantests unter Rauchgasdekarbonisierungsbedingungen wurden vom
” GKSS-Forschungszentrum Geesthacht GmbH“ Polymermembranen zur Verfügung gestellt.
Der Aufbau der Polymermembranen ist in Abb. 3.2 gezeigt.
Tabelle 3.2: Temperaturabhängige Permeation und Selektivität der Polymermembranen
(Daten von GKSS)
N2
Temperatur Permeation Selektivität Permeation Selektivität
[℃] [mol / m 2 sPa] CO2/N2 [mol / m 2 sPa] CO2/H2
14,4 4,18 ·10 −9 69,4 2,48 ·10 −8 11,7
19,2 5,49 ·10 −9 61,1 3,18 ·10 −8 10,5
23,6 7,15 ·10 −9 51,3 3,77 ·10 −8 9,73
28,4 9,36 ·10 −9 44,2 4,78 ·10 −8 8,66
33,6 1,19 ·10 −8 37,8 5,83 ·10 −8 7,73
38,5 1,48 ·10 −8 32,7 6,98 ·10 −8 6,95
43,6 1,83 ·10 −8 28,4 8,28 ·10 −8 6,26
48,6 2,21 ·10 −8 24,6 9,72 ·10 −8 5,59
O2
CO2
Temperatur Permeation Selektivität Permeation
[℃] [mol / m 2 sPa] CO2/O2 [mol / m 2 sPa]
14,4 1,17 ·10 −8 24,8 2,90 ·10 −7
19,2 1,53 ·10 −8 21,8 3,35 ·10 −7
23,6 1,90 ·10 −8 19,3 3,67 ·10 −7
28,4 2,42 ·10 −8 17,1 4,13 ·10 −7
33,6 3,02 ·10 −8 14,9 4,50 ·10 −7
38,5 3,68 ·10 −8 13,2 4,85 ·10 −7
43,6 4,39 ·10 −8 11,8 5,18 ·10 −7
48,6 5,20 ·10 −8 10,4 5,43 ·10 −7
Als Substrat wird ein Polyestervlies eingesetzt, auf dem eine mikroporöse Trägerschicht
aus Polyacrylnitril aufgebracht ist. Auf die mikroporöse Trägerschicht wird eine Schicht
aus Polydimethylsiloxan (PDMS) aufgebracht. Diese Schicht verhindert, dass die niedrigviskose
Polymerlösung der selektiven Schicht beim Beschichtungsvorgang in die mikroporöse
Trägerschicht eindringt. Die selektive Schicht der Gastrennmembran ist ein auf
Polyethylenoxid basierendes Polymer. Eine weitere PDMS-Schicht wird als Schutzschicht
auf die selektive Schicht aufgebracht. Diese Schicht überdeckt gleichzeitig kleinere Defekte.
H2
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