沼气中二氧化碳含量高限制了其应用范围。如果不是以分散式小区供热的方式直接烧掉沼气，而是要将其添加入到天然气供气网路的话，就必须要清除甲烷以外气体特别是其中的二氧化碳。亥姆霍兹吉斯达赫中心的科研人员正在开发相应的膜与膜组件以解决这个棘手问题。

用高分子聚合物膜分离CO2
虽然业已存在其他替代方案，例如说活性炭吸附和气体洗涤，后者是用高压水把二氧化碳洗掉，亥姆霍兹科研人员仍然首选膜法。负责膜与结构材料开发的中心高分子技术负责人托斯滕.布林克曼（Torsten Brinkmann）说膜法优势在于“实现路径相对简单，而能源消耗也相差无几”。气体是在外来压力下吹进膜件，由于材料材料具有CO2的较高亲和力，二氧化碳分子将渗入膜内并入驻其中。在膜的另一侧施以负压，气体分子就重新吸出来。这些气即可以自然排放也可以存储或者为某个目的回收起来。

采用膜法分离CO2的想法并不新鲜。比如在亥姆霍兹 “MemBrain” 协作联盟的框架下也有这类膜技术组件的开发内容，只是这里涉及的是煤电厂的应用，即要把占比约15％的二氧化碳从以氮为主的废气中采集出来，然后储存在地下（CCS技术）。沼气发酵的条件完全不同：这里要把40％的二氧化碳跟60％的甲烷分开，相比之下通气量则低得多。一座沼气站的典型通气量也就每小时500立方米，与之相比煤电厂每小时170万立方米。

对膜材料的要求

尽管如此MemBrain项目仍然打下一个很好基础，布林克曼在介绍中说：“在前一个项目中我们发现了一些受检材料具有从甲烷中析出二氧化碳的优良性能，CO2的渗透性极佳。这是此类材料所必备的最重要的特性。膜材料的核心是挤压聚合物细丝做成分子筛，随后在其表面分几步涂抹上多层、越来越细密的特殊高分子材料。最外层材料的涂敷厚度仅只70纳米，具有最佳的CO2的通透性。
新开发的这种材料可以100平方米的尺寸稳定地批量生产，并做成专门设计开发的膜组件进行测试。亥姆霍兹科研人员正在研究在不同的压力、温度和气体成分的条件下，不同膜的渗透率、选择性和稳定性分别如何。在整个开发过程中，他们一边进行测量一边与数学模拟结果进行比对。

在沼气站的耐久性测试

在沼气站的长期使用过程中这些膜组件表现究竟怎么样，相关测验将由工业合作伙伴柏西格（Borsig）公司负责，后者也是该单位在膜技术上有着长年合作的技术许可生产伙伴。

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