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 根據(jù)4月15日日本東麗公司官方網(wǎng)站最新發(fā)布的信息，該公司已經(jīng)成功發(fā)明了一種具有雙重全碳結(jié)構(gòu)的二氧化碳（CO2）分離膜，這種雙重結(jié)構(gòu)包括了作為支撐的中空多孔碳纖維和表面的薄碳膜分離層。

該膜具有優(yōu)異的CO2分離性能和高耐用性，與傳統(tǒng)的無機(jī)分離膜相比，該膜可以使設(shè)備更緊湊。據(jù)悉，東麗公司后續(xù)將加大研發(fā)力度，在社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施中部署這種分離膜。

具有雙重全碳結(jié)構(gòu)的二氧化碳（CO2）分離膜

CO2分離技術(shù)對于利用二氧化碳實(shí)現(xiàn)循環(huán)碳經(jīng)濟(jì)至關(guān)重要，該技術(shù)通常會(huì)采用CO2吸收和吸附設(shè)備。然而，這種裝置和技術(shù)的問題在于它們消耗了太多的能量，因而這也推動(dòng)了世界范圍內(nèi)對節(jié)能膜分離技術(shù)的研究。

孔徑小于1納米的分離層較薄，而且具有更好的氣體滲透性，但是較低的耐壓性需要與支撐層結(jié)合使用。常規(guī)無機(jī)支撐層堅(jiān)硬且易碎，且直徑無法減小，從而阻止了致密的模塊封裝和小型化。

2019年11月，東麗公司成功開發(fā)出全球首款具有連續(xù)、納米/微米級孔隙結(jié)構(gòu)的多孔碳纖維，關(guān)于該款纖維的優(yōu)異特性及潛在應(yīng)用延伸閱讀《日本東麗新型多孔碳纖維：可滲透、優(yōu)異的吸附與導(dǎo)電性》（閱讀原文）。這種具有連續(xù)孔結(jié)構(gòu)的多孔碳纖維，可以為氣體分離膜提供支撐層，通過形成中空纖維，氣體分離膜具有優(yōu)異的氣體滲透性、耐化學(xué)性和耐熱性。

該公司的新型二氧化碳分離膜采用直徑小于300微米的薄中空纖維多孔碳纖維作為支撐層，在表面上則是一個(gè)均勻的僅幾微米厚的碳膜分離層。由于支撐層和分離層相互獨(dú)立，這種分離膜提供了出色的CO2分離和耐用性。

這種CO2分離膜很柔軟，非常薄，可以像普通纖維一樣連續(xù)生產(chǎn)。高密度包裝使模塊小型化。在相同體積下，CO2透過率可比常規(guī)無機(jī)CO2分離膜組件提高5倍。

東麗新型CO2分離膜的一個(gè)潛在用途是天然氣和沼氣凈化。它可以通過利用功能層對待分離氣體進(jìn)行選擇，它還可用于制氫和提純、廢氣CO2分離和其他氣體分離應(yīng)用。

公司正在開發(fā)的CO2分離膜產(chǎn)品

東麗將利用公司于1926年成立的志賀工廠未來研發(fā)創(chuàng)新中心的創(chuàng)新中心能力，通過與來自不同領(lǐng)域的學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)和關(guān)鍵合作伙伴合作，并將更先進(jìn)的氣體分離膜商業(yè)化，實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略性開放創(chuàng)新。該公司希望通過利用其創(chuàng)新技術(shù)和先進(jìn)材料，幫助世界平衡溫室氣體排放和吸收，符合東麗集團(tuán)可持續(xù)發(fā)展愿景和東麗2030年愿景。

據(jù)悉，在后續(xù)工作中，日本東麗將始終秉承“通過創(chuàng)新思想、技術(shù)和產(chǎn)品創(chuàng)造新價(jià)值為社會(huì)做出貢獻(xiàn)”的企業(yè)理念，繼續(xù)幫助解決環(huán)境、資源和能源問題，并繼續(xù)進(jìn)行研發(fā)以實(shí)現(xiàn)碳中和。