创新背景

全球升温超过2°C将产生灾难性后果，包括对人类健康、粮食供应、大规模移民和我们的环境的影响。我们迫切需要新的材料和工艺来减少我们向大气排放的二氧化碳量——这些技术被称为碳捕获和存储(CCS)。政府间气候变化专门委员会(Intergovernmental Panel on Climate Change，简称ipcc)等机构进行的大型模拟实验一再表明，减缓全球变暖的最具成本效益的方法总是涉及大量的CCS(与可再生能源技术等混合使用)。

创新过程

合著者Paul Shearing教授(伦敦大学学院化学工程)说:“在过去的十年里，我们在电化学创新实验室建立了复杂的x射线成像工具，这使我们能够在操作过程中看到内部材料和设备:在这里，我们将这些技术应用于新的自形成膜，这将在脱碳过程中发挥关键作用。”
该研究的合著者、纽卡斯尔大学的格雷格·穆奇博士说:“我们并不是用银构建整个膜，而是添加了少量银，并在膜中生长，增加了我们想要的功能。最重要的是，该膜的性能达到了与现有碳捕获流程竞争的水平——事实上，它可能会显著减少所需设备的尺寸，并潜在地降低操作成本。”

在一种从未尝试过的方法中，以颗粒和管状形式的氧化铝载体被用于生长银基膜。在支撑中加入了银，操作过程中经历的条件迫使银在支撑中生长，赋予薄膜更高的性能。
在伦敦大学学院电化学创新实验室使用x射线微计算机断层扫描技术，研究小组能够观察薄膜内部，并确认CO2和O2的渗透刺激了银枝晶的自组装。重要的是，通过渗透测量表明，该膜的性能达到了与现有的碳捕获工艺相竞争的水平。膜的渗透性比所需的高一个数量级，并且二氧化碳的通量是这类膜报道的最高的。

穆奇博士补充说:“这些节省是很重要的——碳捕获的成本是限制使用这项技术的关键因素之一。膜性能有一个共同的度量标准——“上限”。由于我们的膜依赖于独特的传输机制，我们避免了大多数膜材料的限制，远远超出了上限。

创新价值

这项研究能启发形成膜的新方法，降低成本，并激发人们对这种新型膜未来应用于保护环境的兴趣。

创新关键点

在一种从未尝试过的方法中，以颗粒和管状形式的氧化铝载体被用于生长银基膜。在支撑中加入了银，操作过程中经历的条件迫使银在支撑中生长，赋予薄膜更高的性能。

创新主体

伦敦大学学院（University College London，简称：UCL ），1826年创立于英国伦敦，是一所公立研究型大学，为伦敦大学联盟的创校学院、罗素大学集团和欧洲研究型大学联盟创始成员，被誉为金三角名校和“G5超级精英大学”之一。
UCL是伦敦的第一所大学，以其多元的学科设置著称，于REF 2014 英国大学官方排名中，位列全英之冠，享有最多的科研经费。UCL的医学、解剖学和生理学、建筑学、教育学、考古学、计算机科学、计算金融学等学科排名均位居世界前列，与LSE并称为“英国现代经济学研究的双子星”；其人文学院颁发的奥威尔奖则是政治写作界的最高荣誉。

The new material is designed to capture carbon dioxide emissions

Co-author Professor Paul Shearing (UCL Chemical Engineering) said: "Over the past decade, we have built sophisticated X-ray imaging tools at the Electrochemical Innovation Laboratory, which allows us to see internal materials and equipment during operation: here we apply these techniques to new self-forming membranes, This will play a key role in the decarbonisation process."
Dr Greg Mutch, co-author of the study from Newcastle University, said: "Instead of building the whole membrane out of silver, we added a small amount of silver and grew it in the membrane, adding the function we wanted. Most importantly, the membrane's performance is at a level that is competitive with existing carbon capture processes - in fact, it may significantly reduce the size of the equipment required and potentially reduce operational costs."
In a previously untried method, alumina carriers in the form of particles and tubes were used to grow silver-based films. Silver is added to the support and the conditions experienced during operation force the silver to grow in the support, giving the film higher properties.
Using X-ray microcomputed tomography at ucl's electrochemical innovation laboratory, the team was able to peer inside the film and confirm that the penetration of CO2 and O2 stimulated the self-assembly of silver dendrites. Importantly, permeability measurements show that the membrane performs at a level that is competitive with existing carbon capture processes. The membrane permeability is an order of magnitude higher than required, and the CO2 flux is the highest reported for this type of membrane.
Dr Mucci added: "These savings are important - the cost of carbon capture is one of the key factors limiting the use of this technology. Membrane performance has a common metric - "upper bound". Since our membrane relies on unique transport mechanisms, we avoid the limitations of most membrane materials, well beyond the upper limit.