Iliana Kyriazidou har utvecklat ultratunna zeolitmembran som kan separera gasblandningar med hög precision – ett steg mot renare och mer energieffektiv produktion av biogas och naturgas.
20 november 2025
Zeolitmembran gör gaser renare och grönare - ny doktorsavhandling stöder förbättrad uppgradering av biogas och naturgas
Gasblandningar, som koldioxid och metan, är svåra att separera, men ny forskning vid Luleå tekniska universitet visar hur ultratunna zeolitmembran kan göra processen mer effektiv. Iliana Kyriazidou presenterar i sin doktorsavhandling nya insikter som kan leda till renare biogas- och naturgasproduktion.
I sin forskning undersöker Iliana potentialen hos zeolitmembran med små porer - särskilt CHA och DDR-typer - för att separera gasblandningar, såsom CO2/CH4, H2/CH4 och syntetisk naturgas med många fler tunga kolvätekomponenter förutomCO2, CH4 och N2. Dessa membran har en unik kristallstruktur med små, enhetliga porer som släpper igenom vissa gasmolekyler medan andra blockeras.
– Zeoliter med små porer erbjuder unika möjligheter för selektiv gasavskiljning tack vare deras exakta porstrukturer och höga stabilitet. Min forskning syftar till att fördjupa förståelsen för hur dessa material beter sig och hur de kan optimeras för verklig användning, säger Iliana Kyriazidou, som nyligen försvarade sin doktorsavhandling i kemiteknik vid Luleå tekniska universitet.
Membranporer med atomär precision
De membran med porstorlek på molekylär nivå som Iliana studerat är bara några hundra nanometer tjocka, bärs upp av ett poröst keramiskt underlag och klarar stora tryckskillnader och höga temperaturer. Detta gör dem lämpliga för krävande industriella tillämpningar, t.ex. uppgradering av biogas till högre renhet genom att avlägsnaCO2 eller avlägsnande avkoldioxid och andra föroreningar från naturgas.
Genom laboratorieförsök har hon visat hur små skillnader i porstorlek och struktur påverkar gasers selektivitet och permeabilitet. Hennes arbete bidrar också till en djupare förståelse för hur molekyler rör sig och interagerar i zeolitkanaler - kunskap som kan tillämpas på andra typer av separationer och för att utforma andra typer av funktionella zeolitmaterial i framtiden.
– Genom att studera hur olika gaser beter sig inuti zeolitstrukturen kan vi skräddarsy membran som fungerar bättre och håller längre i verkliga system, säger Iliana Kyriazidou.
Renare energi genom bättre separation
Resultaten är relevanta för både energiproduktion och miljöteknik. Effektiv gasavskiljning är ett viktigt steg för att producera biogas med låga utsläpp och högt energiinnehåll. Zeolitmembran kan också bidra till att minska behovet av andra separationsmetoder, som ofta är energikrävande.
– Jag hoppas att den här forskningen kan bidra till effektivare och mer hållbara sätt att rena och uppgradera gasströmmar. De här membranen har potential att göra industriella processer renare och mer energieffektiva, säger Iliana Kyriazidou.
Fakta
Zeolitmembran
Zeoliter är porösa kristallina material av kisel, aluminium och syre. De fungerar som molekylsiktar – vissa gasmolekyler kan passera genom de små porerna medan andra stoppas. Zeolitmembran används därför för att separera gasblandningar på ett energieffektivt sätt.
CHA och DDR
CHA (chabazit) och DDR (Deca-Dodecasil 3 Rhombohedral) är två typer av zeolitstrukturer med mycket små och jämna porer, särskilt lämpliga för att separera gaser med små molekyler.
Kemiska beteckningar
- CO₂ = koldioxid
- CH₄ = metan
- H₂ = väte
- N₂ = kväve
Permeabilitet
Permeabilitet betyder genomsläpplighet – i det här fallet hur lätt gasmolekyler kan tränga igenom membranet.
Kontakt
Iliana Kyriazidou
- Doctoral Student
- 0920-491324
- iliana.kyriazidou@ltu.se
- Iliana Kyriazidou