Onderzoekers hebben een duurzame en economische manier ontwikkeld om olie terug te winnen uit ultrakoud industrieel afvalwater en olielozingen.

Wetenschappers van Imperial College London en de Universiteit van Toronto hebben een spons ontworpen die moeilijk terug te winnen olie uit arctische wateren kan verwijderen. Hun onderzoek bouwt voort op eerder ontwikkelde sponstechnologie om specifieke uitdagingen aan te pakken met het terugwinnen van olie uit ultrakoud water.

De bevindingen, gepubliceerd in wetenschappelijke vooruitgang , een economische en duurzame methode voor oliewinning presenteren die het milieu ten goede komt en tegelijkertijd een kosteneffectieve oplossing biedt voor de industrie.

Olieverontreiniging in het noordpoolgebied

Onderzoekers hebben een speciale coating ontwikkeld voor in de handel verkrijgbare sponzen die oliedruppels uit water tot 5 graden Celsius kunnen halen. Olie is moeilijker te verwijderen uit ultrakoud water omdat het bij lage temperaturen stroperig wordt, de stroom verminderen en het moeilijker maken om te verzamelen.

Olieverontreiniging in Arctische wateren is een groot probleem, met meer dan een biljoen liter oliezandresiduen, een afvalproduct van de oliewinning, olielozingen op zee en in het Noordpoolgebied in afwachting van opruiming.

Traditionele technologieën die worden gebruikt om olie uit dergelijke locaties te winnen, zijn ofwel energie-intensief, duur, of ondoeltreffend wanneer ze worden geconfronteerd met oliedruppels ter grootte van een micrometer. Sommige kunnen zelfs het risico lopen verdere milieuschade te veroorzaken, zoals degene die de olie opwarmen voordat deze wordt verzameld, waardoor het kan oplossen of verdampen.

De technologie die door Imperial en U of T is ontworpen, pakt deze uitdagingen aan door de eigenschappen van koude-temperatuurolie te benutten om een ​​energiezuinige en kostenefficiënte oplossing te creëren. Dit komt niet alleen het milieu ten goede en helpt onze natuurlijke hulpbronnen te beschermen, het biedt een economisch haalbare oplossing voor de industrie, die van vitaal belang is voor een wijdverbreide acceptatie.

Wederzijdse aantrekkingskracht

Het team van Imperial ontwikkelde een speciale coating voor commercieel verkrijgbare sponzen op basis van het gedrag van oliedruppels in koud water.

Als de olietemperatuur lager is dan 38 graden Celsius, het begint te kristalliseren en wordt plakkerig aan de randen. Hoofdauteur Dr. Pavani Cherukupally gebruikte deze kennis om een ​​paraffineachtige sponscoating te ontwerpen met dezelfde chemische structuur als olie die een wederzijdse aantrekkingskracht tussen de twee oppervlakken zou kunnen creëren.

De spons kan worden afgespoeld met een niet-giftig oplosmiddel dat de kleverige oliedruppels verdringt en ze kan opvangen, waardoor zowel de spons als de olie kunnen worden hergebruikt. Het proces staat bekend als wax-wetting, waarbij de ene vloeistof wordt gebruikt om een ​​andere te verdringen. In dit geval, het oplosmiddel, bekend als heptol, wordt gebruikt om de oliedruppels te verplaatsen.

Nadat de optimale was-bevochtigingseigenschappen waren vastgesteld, een team van U of T Chemists heeft de nanocoating gesynthetiseerd waardoor deze functioneel en klaar voor gebruik op grotere schaal is.

Rigoureuze tests toonden aan dat de geconstrueerde spons oliedruppels kan adsorberen uit water tussen 5 en 40 graden Celsius en 90-99% van de verontreinigingen binnen twee en een half uur kan verwijderen. De teruggewonnen olie kan opnieuw worden gebruikt door de industrie, het verstrekken van een economisch voordeel aan organisaties, en de spons kan tien keer worden hergebruikt met consistente resultaten.

Volgende stappen

Deze methode van oliewinning biedt aanzienlijke voordelen voor zowel de industrie als het milieu. Het heeft een hoog slagingspercentage voor het verwijderen van olie uit ultrakoud water en vereist geen extra energietoevoer omdat het de materiaaleigenschappen van de spons en olie gebruikt om resultaten te genereren.

Hoofdauteur Dr. Pavani Cherukapally, Imperial College Londen, legde uit:"We hebben een energie-efficiënte manier ontwikkeld om ruwe olie terug te winnen die ecologische voordelen heeft voor het milieu en economisch gunstig is voor de industrie.

"Ons werk is belangrijk omdat het zich richt op een specifiek probleem, oliekristallisatie bij lage temperaturen, en benadert het vanuit een materiaalperspectief."

Principe-onderzoeker professor Daryl Williams voegde toe:"Als we doorgaan met het behandelen van het milieu zoals we dat al tientallen jaren doen, schoon water wordt steeds schaarser. Als zo'n belangrijke wereldwijde hulpbron, het is van vitaal belang dat de samenleving en de industrie toegang hebben tot innovatieve, goedkope methoden voor waterzuivering zoals die we in onze studie rapporteren.

"Onze technologie luidt een nieuwe aanpak voor wereldwijde sanering in waarvan we hopen dat deze op grote schaal zal worden gebruikt voordat het te laat is."

Vervolgens zal het team onderzoeken hoe de spons kan worden gebruikt om oliën te verzamelen en te verspreiden, die elk een andere samenstelling hebben en zich bij lage temperaturen anders zullen gedragen. Ze zijn ervan overtuigd dat hun sponstechnologie kan worden aangepast om aan deze verschillende behoeften in veel verschillende omgevingsomstandigheden te voldoen.