Klimaatverandering veroorzaakt door de uitstoot van broeikasgassen in de atmosfeer is een urgent probleem voor onze samenleving. Versnelling van de opwarming van de aarde leidt tot catastrofale hittegolven, bosbranden, stormen en overstromingen. De antropogene aard van klimaatverandering vereist de ontwikkeling van nieuwe technologische oplossingen om de huidige CO .-uitstoot om te keren ₂ traject.

Directe afvang van de kooldioxide (CO ₂ ) vanuit de lucht (directe luchtafvang, DAC) is een van de vele negatieve-emissietechnologieën die naar verwachting de opwarming van de aarde onder 1,5 °C zullen houden, zoals aanbevolen door het Intergouvernementeel Panel voor Klimaatverandering (IPCC). Uitgebreide inzet van de DAC-technologieën is nodig om de zogenaamde legacy-koolstof- of historische emissies te verminderen en te verwijderen. Effectieve reductie van de CO ₂ gehalte in de atmosfeer zou alleen worden bereikt door enorme hoeveelheden CO . te extraheren ₂ die vergelijkbaar zijn met die van de huidige wereldwijde emissies. De huidige DAC-technologieën zijn voornamelijk gebaseerd op op sorptiemiddelen gebaseerde systemen waarbij CO ₂ wordt gevangen in de oplossing of op het oppervlak van de poreuze vaste stoffen bedekt met verbindingen met een hoog CO .-gehalte ₂ affiniteit. Deze processen zijn momenteel vrij duur, hoewel de kosten naar verwachting zullen dalen naarmate de technologieën zich op grote schaal ontwikkelen en inzetten.

Het vermogen van membranen om kooldioxide te scheiden is goed gedocumenteerd en het nut ervan voor industriële processen is bewezen. Helaas, de efficiëntie is minder dan bevredigend voor de praktische werking van de DAC.

In een recente krant, onderzoekers van het International Institute for Carbo-Neutral Energy Research (I2CNER), Kyushu University en NanoMembrane Technologies Inc. in Japan bespraken het potentieel van membraangebaseerde DAC (m-DAC), door gebruik te maken van de state-of-the-art prestaties van organische polymeermembranen. Op basis van de processimulatie, ze toonden aan dat de beoogde prestaties voor de m-DAC haalbaar zijn met concurrerende energiekosten. Het is aangetoond dat een meertraps applicatiescheidingsproces de preconcentratie van CO . in de lucht mogelijk maakt ₂ (0,04%) tot 40%.

Deze mogelijkheid en combinatie van de membranen met geavanceerde CO ₂ conversie kan leiden tot realistische middelen voor het openen van circulaire CO ₂ economie. Op basis van deze bevinding, Het Kyushu University-team is een door de overheid ondersteund Moonshot Research and Development-programma gestart (programmamanager:Dr. Shigenori Fujikawa). In dit programma, directe CO ₂ opname uit de atmosfeer door membranen en de daaropvolgende conversie naar waardevolle materialen is het belangrijkste ontwikkelingsdoel.