Materiais avançados de membrana de separação de gases entram no mercado, informa IDTechEx

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10 de julho de 2023, 7h12 horário do leste dos EUA

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BOSTON, 10 de julho de 2023 /PRNewswire/ -- Por muitas décadas, houve uma grande quantidade de P&D em ciência de materiais focada no desenvolvimento de membranas de separação de gases de próxima geração. No entanto, até à data, o mercado ainda é dominado pelos materiais poliméricos que inicialmente ganharam adopção comercial no final do século XX. À medida que os impulsionadores do mercado de descarbonização apresentam uma nova oportunidade de crescimento, estes materiais avançados estão a começar a sair do laboratório e a entrar no mercado.

As membranas de separação de gases já alcançaram adoção comercial em múltiplas aplicações, especificamente produção de nitrogênio, recuperação de hidrogênio, tratamento de gás natural e recuperação de vapor. O mercado está agora entrando em uma nova fase de crescimento. Isto é impulsionado por fatores-chave do mercado, principalmente aplicações de energia renovável e descarbonização, e avanços tecnológicos que respondem a essas necessidades. A IDTechEx lançou um novo relatório de mercado, 'Gas Separation Membranes 2023-2033', que fornece um roteiro tecnológico crítico, cenário da empresa e perspectivas de mercado para esta indústria em evolução.

Há uma ampla gama de materiais de membrana, incluindo variantes poliméricas, cerâmicas, metálicas e compósitas. Além do material, também é essencial considerar seu fator de forma (como fibra oca ou enrolamento em espiral) e, em última análise, como eles são incorporados ao processo industrial (incluindo vazão, temperatura operacional e diferença de pressão) para atender aos requisitos. requisitos de separação necessários.

É claro que existe concorrência entre os intervenientes nas membranas, mas o maior desafio neste domínio consiste em demonstrar a viabilidade técnico-económica da sua solução face às técnicas de separação existentes. Existem várias limitações técnicas para as membranas comerciais existentes, sendo o compromisso entre seletividade versus permeabilidade e vida útil em ambientes do mundo real duas áreas proeminentes.

Membranas poliméricas, incluindo acetato de celulose, poliimida e polissulfona, dominam o mercado atual. Muitos deles estarão na vanguarda de algumas das principais áreas de crescimento, como a modernização do biogás, mas para outras aplicações emergentes, a indústria precisará explorar diferentes designs de sistemas e/ou utilizar materiais que ultrapassem os limites superiores de Robeson para ganhar qualquer mercado compartilhar.

A IDTechEx divide esses avanços em duas áreas: materiais de próxima geração e processos híbridos. Este último pode fazer uso de membranas comerciais, mas não as utiliza isoladamente; em vez disso, há uma grande atividade que busca incorporar membranas juntamente com outras técnicas de separação (como unidades criogênicas e de separação por membrana usadas em conjunto) dentro de um novo design integrado ou sob diferentes condições.

Ainda existe uma grande quantidade de pesquisa e desenvolvimento, tanto da academia quanto da indústria, na exploração de materiais avançados para membranas de separação de gases. Muitos destes desenvolvimentos estão a progredir na sua tecnologia e prontidão de produção e estão a começar a ganhar alguma força comercial. No espaço polimérico, há numerosos avanços tanto para uso direto de material quanto para inclusão como parte de um compósito, este último vendo alguns desenvolvimentos importantes tanto em membranas compostas de película fina (TFC) quanto em membranas de matriz mista (MMM). Há uma ampla gama de desenvolvimentos científicos de polímeros, mas portadores de sítio fixo (FSC), polímeros de microporosidade intrínseca (PIMs), membranas baseadas em polibenzimidazol (PBI) e muito mais, todos viram sinais iniciais promissores para adoção comercial em aplicações que vão desde pós-combustão captura de carbono para separação de hidrogênio.

Além das membranas poliméricas, existe uma ampla gama de alternativas que normalmente oferecem maior seletividade (através de seus mecanismos de transporte) ou propriedades físicas vantajosas, como temperatura operacional ou resistência a contaminantes. Isso inclui membranas metálicas, membranas à base de carbono, membranas cerâmicas e exemplos de estágio inicial, como membranas bifásicas.