KAUST kembangkan membran canggih untuk efisiensi energi pemisahan gas industri

Universitas Sains dan Teknologi King Abdullah (KAUST) mengumumkan pengembangan teknologi membran baru yang dapat mengurangi konsumsi energi dalam proses pemisahan gas industri, yang saat ini menyumbang sekitar 15% dari total konsumsi energi global. Inovasi ini dikembangkan bersama mitra akademik dari Tiongkok dan Prancis, menurut keterangan universitas.

KAUST menjelaskan bahwa studi yang dipublikasikan di jurnal Nature ini berfokus pada kerangka logam-organik (MOF), yaitu material dengan porositas sangat tinggi yang memungkinkan pemisahan molekul secara efisien. Tim peneliti berhasil mengembangkan struktur membran yang mengandung lebih dari 90% material tersebut, sambil tetap menjaga fleksibilitas, kekuatan, dan kesesuaian untuk teknologi manufaktur industri.

Dalam pengembangannya, para peneliti berhasil mengatasi salah satu tantangan teknis utama dengan menggunakan jangkar molekul kecil yang menghubungkan lembaran MOF ke rantai polimer, sehingga memastikan performa tinggi dan memungkinkan produksi membran dalam skala besar. Tim juga berhasil memproduksi gulungan membran sepanjang 20 meter menggunakan teknologi manufaktur berkelanjutan (Roll-to-Roll), yang membuktikan potensi integrasi ke lini produksi industri yang sudah ada.

Efisiensi tinggi dan aplikasi luas

Profesor Mohamed Al-Dawoudi, Guru Besar Ilmu Kimia KAUST sekaligus salah satu penulis utama studi ini, menjelaskan bahwa inovasi ini menawarkan jalur praktis untuk produksi membran canggih dalam skala industri dan semakin mendekatkan teknologi ini ke penerapan nyata. Ia menambahkan bahwa proses pemisahan industri mengonsumsi energi dalam jumlah besar setiap harinya.

Uji coba menunjukkan efisiensi tinggi teknologi ini untuk aplikasi seperti penangkapan karbon, pemurnian hidrogen, dan pemurnian propilena yang digunakan dalam industri petrokimia. Membran ini berhasil menghasilkan propilena dengan tingkat kemurnian yang sesuai untuk produksi polimer hanya dalam satu tahap pemisahan, serta mempertahankan performanya selama 150 hari operasi berkelanjutan.

Hasil pemodelan menunjukkan bahwa teknologi ini dapat menurunkan biaya pemurnian hingga 80% dibandingkan proses distilasi konvensional, dan berpotensi digunakan untuk aplikasi lain seperti pemurnian gas alam, pemulihan hidrogen, serta penangkapan karbon dioksida langsung dari udara.

Studi ini melibatkan peneliti dari KAUST, Universitas Sains dan Teknologi Hong Kong (Guangzhou), Universitas Guangzhou, Universitas Tsinghua, Universitas Montpellier, dan Pusat Penelitian Ilmiah Nasional Prancis (CNRS), serta dipimpin oleh Profesor Xing Chu, salah satu alumni doktoral KAUST.