Fortschrittliche Membranmaterialien zur Gastrennung kommen auf den Markt, berichtet IDTechEx

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10. Juli 2023, 7:12 Uhr ET

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BOSTON, 10. Juli 2023 /PRNewswire/ -- Seit vielen Jahrzehnten gibt es umfangreiche materialwissenschaftliche Forschung und Entwicklung, die sich auf die Entwicklung von Gastrennmembranen der nächsten Generation konzentriert. Bis heute wird der Markt jedoch immer noch von den Polymermaterialien dominiert, die erstmals im späten 20. Jahrhundert kommerziell eingesetzt wurden. Da die Markttreiber der Dekarbonisierung eine neue Wachstumschance bieten, beginnen diese fortschrittlichen Materialien, das Labor zu verlassen und auf den Markt zu gelangen.

Gastrennmembranen haben bereits in zahlreichen Anwendungen kommerzielle Akzeptanz gefunden, insbesondere in der Stickstoffproduktion, Wasserstoffrückgewinnung, Erdgasaufbereitung und Dampfrückgewinnung. Der Markt tritt nun in eine neue Wachstumsphase ein. Dies wird durch wichtige Marktfaktoren, vor allem erneuerbare Energien und Dekarbonisierungsanwendungen, sowie technologische Fortschritte, die auf diese Bedürfnisse reagieren, vorangetrieben. IDTechEx hat einen neuen Marktbericht mit dem Titel „Gastrennmembranen 2023–2033“ veröffentlicht, der eine wichtige Technologie-Roadmap, Unternehmenslandschaft und Marktaussichten für diese sich entwickelnde Branche bietet.

Es gibt eine große Auswahl an Membranmaterialien, darunter Polymer-, Keramik-, Metall- und Verbundwerkstoffvarianten. Über das Material hinaus ist es auch wichtig, sowohl ihren Formfaktor (z. B. Hohlfaser oder spiralförmig gewickelt) als auch letztendlich die Art und Weise zu berücksichtigen, wie sie in den industriellen Prozess integriert werden (einschließlich Durchflussrate, Betriebstemperatur und Druckdifferenz), um die Anforderungen zu erfüllen notwendigen Trennungsauflagen.

Natürlich gibt es einen Wettbewerb zwischen Membrananbietern, aber die größere Herausforderung in diesem Bereich besteht darin, die technische und wirtschaftliche Machbarkeit ihrer Lösung gegenüber den etablierten Trenntechniken zu demonstrieren. Es gibt mehrere technische Einschränkungen bei bestehenden kommerziellen Membranen, wobei der Kompromiss zwischen Selektivität und Permeabilität sowie die Lebensdauer in realen Umgebungen zwei wichtige Bereiche sind.

Polymermembranen, darunter Celluloseacetat, Polyimid und Polysulfon, dominieren den aktuellen Markt. Viele davon werden in einigen der wichtigsten Wachstumsbereiche wie der Biogasaufbereitung an vorderster Front stehen, aber für andere neue Anwendungen muss die Branche andere Systemdesigns erkunden und/oder Materialien verwenden, die die Robeson-Obergrenzen überschreiten, um einen Markt zu erobern Aktie.

IDTechEx unterteilt diese Fortschritte in zwei Bereiche: Materialien der nächsten Generation und Hybridprozesse. Letzteres kann auf kommerzielle Membranen zurückgreifen, nutzt diese jedoch nicht isoliert; Stattdessen wird in großem Umfang versucht, Membranen zusammen mit anderen Trenntechniken (z. B. kryogenen und Membrantrenneinheiten im Tandem) in ein neuartiges integriertes Design oder unter anderen Bedingungen zu integrieren.

Sowohl in der Wissenschaft als auch in der Industrie wird weiterhin viel Forschung und Entwicklung betrieben, um fortschrittliche Materialien für Gastrennmembranen zu erforschen. Viele dieser Entwicklungen schreiten in ihrer Technologie- und Fertigungsreife voran und beginnen, eine gewisse kommerzielle Bedeutung zu erlangen. Im Polymerbereich gibt es zahlreiche Fortschritte sowohl bei der direkten Materialverwendung als auch bei der Einbindung als Teil eines Verbundwerkstoffs, wobei letzteres einige wichtige Entwicklungen sowohl bei Dünnschicht-Verbundmembranen (TFC) als auch bei Mischmatrixmembranen (MMM) mit sich bringt. Es gibt ein breites Spektrum an Entwicklungen in der Polymerwissenschaft, aber bei Fixed-Site-Carriern (FSC), Polymeren mit intrinsischer Mikroporosität (PIMs), Membranen auf Polybenzimidazol-Basis (PBI) und anderen gibt es vielversprechende erste Anzeichen für eine kommerzielle Einführung in Anwendungen, die von der Nachverbrennung reichen Kohlenstoffabscheidung bis hin zur Wasserstoffabtrennung.

Über Polymermembranen hinaus gibt es eine Vielzahl von Alternativen, die typischerweise entweder eine höhere Selektivität (durch ihre Transportmechanismen) oder vorteilhafte physikalische Eigenschaften wie Betriebstemperatur oder Beständigkeit gegen Verunreinigungen bieten. Dazu gehören Metallmembranen, kohlenstoffbasierte Membranen, Keramikmembranen und Beispiele aus früheren Phasen wie Dualphasenmembranen.

Um die Marktaussichten dieser Branche zu verstehen, ist es wichtig, die Technologielandschaft zu verstehen. „Gas Separation Membranes 2023-2033“ bietet eine detaillierte unabhängige Technologiebewertung für diese Membranmaterialien, einschließlich Benchmarking-Studien, ungelösten Herausforderungen, Einführungsplänen und Herstellerprofilen.

Weitere Informationen zu diesem IDTechEx-Bericht, einschließlich herunterladbarer Beispielseiten, finden Sie unter www.IDTechEx.com/GasSepMem.

IDTechEx verfügt über eine langjährige Erfahrung in der Bereitstellung unvoreingenommener technischer Marktanalysen zu fortschrittlichen Materialien und Dekarbonisierungsanwendungen. Weitere Informationen finden Sie unter www.IDTechEx.com.

Über IDTechEx

IDTechEx unterstützt Sie bei Ihren strategischen Geschäftsentscheidungen durch seine Forschungs-, Abonnement- und Beratungsprodukte und hilft Ihnen, von neuen Technologien zu profitieren. Für weitere Informationen wenden Sie sich an [email protected] oder besuchen Sie www.IDTechEx.com.

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