De destillatie van ruwe olie kost ontzettend veel energie. Daar hebben Koreaanse onderzoekers nu iets op gevonden. 

Waar zou de wereld zijn zonder ruwe olie? Sinds de vondst van het zwarte goud is de wereld er in rap tempo afhankelijk van geworden. Transportmiddelen, verpakkingsmateriaal en zelfs kledingstukken hebben ruwe olie als basis. Maar de methode om van ruwe olie een bruikbaar product te maken, is prijzig en vervuilend.

Een internationaal onderzoeksteam, geleid door de Koreaanse onderzoeksuniversiteit KAIST, heeft daar iets op gevonden: een membraan dat de verschillende bestanddelen in olie van elkaar kan scheiden. Hun bevindingen zijn gepubliceerd in Nature.

Ruwe olie verwerken kost energie

In een traditionele olieraffinaderij wordt de ruwe olie tot meer dan 350 graden Celsius verhit totdat hij verdampt. Hierdoor valt de olie uiteen in verschillende bestanddelen, zoals kerosine, LPG, diesel en benzine. Hier is bijzonder veel energie voor nodig: de wereldwijde destillatie van ruwe olie kost jaarlijks 1100 terawattuur aan energie. 

Met slechts 1 terawattuur zou je zo’n 55.000 huishoudens een jaar lang van energie kunnen voorzien. Of om met de woorden van de onderzoekers te spreken: 1100 terawattuur staat gelijk aan de jaarlijkse productie van zo’n 130 kerncentrales die continu in gebruik zijn. 

Het is dan ook niet verwonderlijk dat het raffineren van olie tot een van de meest energieslurpende processen op aarde behoort. Daarom wordt gezocht naar andere manieren om de bestanddelen in ruwe olie van elkaar te scheiden. Koreaanse onderzoekers hebben daar, samen met die van de Amerikaanse universiteit Georgia Tech, nu dus een membraan voor ontwikkeld. 

Membraan scheidt olie 

Het membraan kan ruwe olie scheiden op kamertemperatuur. Verhitting is dus niet langer nodig. Het membraan is gemaakt van acryl, een synthetische vezel gemaakt van het polymeer polyacrylonitril. Dat stofje is chemisch stabiel en bovendien goedkoop om te produceren. 

Als de ruwe olie door het membraan sijpelt, zetten de zwaarste koolwaterstoffen, zoals bitumen, zich als eerste af op de poreuze wanden. Zo ontstaan vanzelf kanalen in het membraan met een diameter van minder dan 2 nanometer. De lichtere koolwaterstoffen – zoals nafta, benzine en kerosine – stromen op hoge snelheid door de kanalen, terwijl de zware moleculen juist achterblijven. Het resultaat is een perfect gedestilleerde olie. 

Hoewel er al een tijdje naar membranen wordt gekeken als mogelijke oplossing, dacht men altijd dat er een ultradunne laag op het membraanoppervlak vereist was om de oliebestanddelen op moleculair niveau te scheiden. Zulke coatings verhoogden de productiekosten aanzienlijk en verhinderden ook de grootschalige opschaling. Het ‘kale’ PAN-membraam van de Koreaanse en Amerikaanse onderzoekers heeft bewezen dat een coating niet nodig is. 

Intergratie mogelijk

Volgens de onderzoekers kan het membraan nu al geïntegreerd worden in bestaande raffinaderijen, zonder dat de apparatuur moet worden vervangen. Dat zou het energieverbruik met 31,6 procent verlagen, de uitstoot van broeikasgassen met 37,6 procent, het waterverbruik met 20,7 procent en de productiekosten met 36 procent. 

Bronnen: Nature, KAIST via EurekAlert!

Beeld: KAIST

Duik in de wereld van wetenschap, technologie en ruimtevaart met KIJK! Ontdek de meest fascinerende achtergronden, baanbrekende ontwikkelingen en de spannendste verhalen uit de ruimte.

Wil jij niets missen én profiteren van een scherpe aanbieding? Word nu lid van KIJK en lees meer voor minder!

Ga naar de aanbieding!