Functional membranes in water and gas purification

Työssä tarkastellaan kehitysvaiheessa olevien ja uudenaikaisten membraaniteknologioiden käyttöä veden ja kaasujen puhdistuksessa. Erityistä huomiota kiinnitetään membraanien ominaisuuksiin kuten hintaan, selektiivisyyteen ja läpäisykykyyn, sovelluskohteisiin sekä niiden mahdollisuuksiin vähentää energiankulutusta ja ympäristökuormitusta perinteisiin erotusmenetelmiin, kuten kryogeeniseen tislaukseen verrattuna. Työssä esitellään eri kehitysvaiheessa olevia ja uudenaikaisia membraanityyppejä, kuten metalliorgaanisia-, sekoitematriisi- ja keraamisia membraaneja. Osan näistä toimivuutta arvioidaan vedynpuhdistuksessa. Työssä havaittiin, että nanosuodatuksessa ja käänteisosmoosissa käytettävät membraanit soveltuvat hyvin haitallisten aineiden, kuten per- ja polyfluorialkyyliyhdisteiden (PFAS) poistoon vedestä. Membraanien tehokkuus on korkea erityisesti lyhytketjuisten PFAS:n osalta. Kaasunpuhdistuksessa tietyt metalliorgaaniset membraanit kykenevät erottamaan vetyä muista kaasuista selektiivisesti ja tehokkaasti, mikä tukee vedyn käyttöä puhtaana energialähteenä tulevaisuudessa. Työ osoittaa, että on olemassa metalliorgaaninen membraani, jolla on merkittävää potentiaalia kestävien erotusratkaisujen kehittämisessä verrattuna perinteisiin erotusmenetelmiin Haasteita aiheuttavat kuitenkin mm. PFAS:n poistoon tarkoitettujen membraanien valmistuskustannukset, käyttöiän rajoitteet sekä suodatuksessa syntyvien jätteiden käsittely. Tulevaisuuden tutkimuksessa painopisteen odotetaan siirtyvän enemmän kustannustehokkaampiin membraaniratkaisuihin.