Suche nach Personen

plus im Publikationsserver
plus bei Google Scholar

Bibliografische Daten exportieren
 

A permselective membrane for size-sieving based H₂/CO₂ separation

DOI zum Zitieren der Version auf EPub Bayreuth: https://doi.org/10.15495/EPub_UBT_00009436
URN zum Zitieren der Version auf EPub Bayreuth: urn:nbn:de:bvb:703-epub-9436-6

Titelangaben

Federer, Lukas ; Pietsch, Ingmar ; Uhlig, Felix ; Stevenson, Max ; Friedrich, Daniel ; Breu, Josef:
A permselective membrane for size-sieving based H₂/CO₂ separation.
In: Applied Clay Science. Bd. 287 (2026) . - 108191.
ISSN 0169-1317
DOI der Verlagsversion: https://doi.org/10.1016/j.clay.2026.108191

Volltext

[thumbnail of 1-s2.0-S0169131726000736-main.pdf]
Format: PDF
Name: 1-s2.0-S0169131726000736-main.pdf
Version: Veröffentlichte Version
Verfügbar mit der Lizenz Creative Commons BY 4.0: Namensnennung
Download (1MB)

Angaben zu Projekten

Projekttitel:
Offizieller Projekttitel
Projekt-ID
Open Access Publizieren
Ohne Angabe

Abstract

Continuous H2/CO2 separation via permselective membranes is highly sought after as pure H2 plays a key role in H2 economy. Aqueous nematic suspensions obtained by 1D dissolution of affordable sodium fluorohectorite allow for simple membrane fabrication by spray coating. The monolayer nanosheets have a uniform thickness of 1 nm and appreciable aspect ratio, thus self-assemble into defect-free membranes when applied onto porous mixed cellulose ester substrates. The perfectly textured restacking of individual nanosheets yields monodomain Bragg stacks with uniform interlayer space. By cation exchange with guanidinium cations, a uniform interlayer height tailored to 2.9 Å was obtained while micropores are formed between the loosely packed interlayer cations. As the interlayer height matches the kinetic diameter of H2 and is significantly smaller compared to other relevant gas species, e. g. CO2, CH4, CO or N2, perfectly selective H2 sieving may be obtained. In a Wicke-Kallenbach cell, a near-perfect separation of H2 and CO2 (4:1 ratio) at ambient conditions was obtained. The tortuous path created by the impermeable, large aspect ratio nanosheets reduces the permeance to disappointing 3 GPU (gas permeation units; 1 GPU = 10−6 cm3 cm−2 s−1 cmHg−1). While the separation mechanism playing on tortuous path has not been fully explored in this preliminary study, the permeance may be improved substantially in future studies by optimizing the roughness of the substrate, the aspect ratio of the nanosheets and the thickness of the membrane.

Weitere Angaben

Publikationsform: Artikel in einer Zeitschrift
Keywords: H separation/purification; Permselective membrane; Clay; Nanosheets; 2D layered materials; 1D monodomain Bragg stacks
Themengebiete aus DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
Institutionen der Universität: Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Lehrstuhl Anorganische Kolloidchemie für elektrochemische Energiespeicher > Lehrstuhl Anorganische Kolloidchemie für elektrochemische Energiespeicher - Univ.-Prof. Dr. Josef Breu
Fakultäten
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Lehrstuhl Anorganische Kolloidchemie für elektrochemische Energiespeicher
Sprache: Englisch
Titel an der UBT entstanden: Ja
URN: urn:nbn:de:bvb:703-epub-9436-6
Eingestellt am: 16 Jun 2026 14:39
Letzte Änderung: 16 Jun 2026 14:40
URI: https://epub.uni-bayreuth.de/id/eprint/9436

Downloads

Downloads pro Monat im letzten Jahr