Texas A&M araştırmacıları, daha küçük karbon ayak izine sahip ve enerji verimliliği yüksek sistemler geliştirmeye yardımcı olabilecek polimerlerin nem alma verimliliğini artırmayı başardı.
Genellikle nem gidericilerle birlikte tasarlanan HVAC sistemleri enerji verimliliği çok yüksek olmayan sistemler ve ticari binalarda elektriğin yaklaşık% 76’sını tüketiyorlar. Texas A&M Üniversitesi araştırmacıları, yaptıkları çalışmada havayı kurutmak için daha az enerji kullanan, poliimidler adı verilen organik bir materyal tanımladılar.
HVAC Sistemleri ve Benzeri Nem Alma Uygulamalarında Kullanılabilecek
Artie McFerrin Kimya Mühendisliği Bölümü’nden Profesör Hae-Kwon Jeong önderliğinde yapılan çalışmada, mevcut ve oldukça dayanıklı bir polimer kullanılarak nem alma verimliliği artırılmıştır. Profesör Jeong, bu polimer bazlı membranların mevcut sistemlerden daha verimli olmasının yanında, daha küçük karbon ayak izine sahip olan yeni nesil HVAC ve nem alma teknolojilerinin geliştirilmesine yardımcı olacağını dile getirmiştir. Çalışmanın sonuçları Journal of Membrane Science dergisinde yayınlanmıştır.
Nem gidericiler, havadaki nemi uygun bir kuruluk seviyesine ulaştırır, böylece hava kalitesini iyileştirir ve toz akarlarını da ortadan kaldırır. Soğutucu akışkanla yapılan nem giderme en yaygın olarak kullanılan yöntemdir. Nem alma için alternatif bir malzeme olarak, zeolitler olarak bilinen malzemelerin kurutma etkileri bilinmekte yaygın olarak kullanılmaktadır. Zeolitler, su çekici yapı veya hidrofilik gözenekleri içinde nemi emebilen kurutuculardır. Bu malzemeler mükemmel nem alma özelliklerine sahip olmasına rağmen, kendi içerisinde bir takım zorluklar yaratırlar. Örneğin, ölçek büyütmek, zeolit membranlarda büyük bir sorun teşkil etmektedir. Ayrıca, zeolitlerin sentezlenmesi maliyetlidir.
Uygun Maliyetli Organik Maddeler Tercih Edildi
Jeong ve ekibi, ısıya ve kimyasallara karşı yüksek dayanıklığı olan poliimidler adı verilen uygun maliyetli organik malzemeye yöneldiler. Bu yüksek performanslı polimerlerin temel birimini, uzun zincirler halinde birbirine bağlanmış tekrar eden ve halkalar şeklinde olan imid grupları oluşturmaktadır. İmidler arasındaki çekim kuvveti, polimere karakteristik gücünü ve dolayısıyla mekanik olarak daha zayıf zeolitlere göre bir avantaj sağladığı belirtilmektedir.
Araştırmacılar poliimid malzemenin nem alma özelliklerinin iyileştirilmesi için, poliimid moleküllerini birkaç nanometre genişliğindeki alümina platformlarına dikkatlice uygulayarak bir film oluşturdular. Daha sonra bu filmi, hidroliz kimyasal reaksiyonunu tetikleyen ve oldukça konsantre bir sodyum hidroksit çözeltisine yerleştirdiler. Kimyasal reaksiyon ile, imid moleküler gruplarının kırılmasını ve hidrofilik hale gelmesi sağlandı. Gerçekleşen olay mikroskop altında incelendiğinde, hidroliz reaksiyonlarının poliimid malzeme içinde su çekici süzülme kanalları veya yollarının oluşumuna yol açtığı gözlemlenmiştir.
Maliyeti Uygun Fakat Verimliliği Artırılmalı
Araştırmanın sonucunda, kullanılan polimerin özelliğini iyileştirmeye yönelik yeni yaklaşımlarla ve bu membranların performansını daha da artırmak için optimizasyonlar yapılmasının gerektiği vurgulanmaktadır. Ancak mühendislik uygulamaları için önemli faktörler biri de kullanılan malzemelerin ucuz olması gerektiğidir. Maliyet düşürücü ve aynı zamanda verimlilik arttırıcı çalışmalara devam edileceği belirtilmiştir.
Kaynak:
