Die Membrantechnologie kann eine alternative Methode mit geringem Energieverbrauch für die Luftzerlegung darstellen. Polymermembranen, die bei Umgebungstemperaturen oder warmen Temperaturen betrieben werden, können beispielsweise mit Sauerstoff angereicherte Luft (25-50% Sauerstoff) erzeugen. Die Keramikmembran kann hochreinen Sauerstoff (90% oder mehr) liefern, benötigt jedoch eine höhere Temperatur (800-900℃), um zu funktionieren. Diese Keramikmembranen umfassen Ionentransportmembranen (ITM) und Sauerstofftransportmembranen (OTM). Die Membrangastrennung wird verwendet, um sauerstoffarmes und stickstoffreiches Gas anstelle von Luft zum Füllen des Kraftstofftanks von Düsenflugzeugen bereitzustellen, wodurch die Wahrscheinlichkeit von versehentlichen Bränden und Explosionen erheblich reduziert wird. Im Gegensatz dazu wird die Membrangastrennung verwendet, um Piloten in Höhenflugzeugen ohne Druckkabine mit sauerstoffangereicherter Luft zu versorgen.
Die Druckwechseladsorption ermöglicht die Abtrennung von Sauerstoff oder Stickstoff aus der Luft ohne Verflüssigung. Das Verfahren arbeitet bei Umgebungstemperatur; Der Zeolith (Molekularschwamm) wird Hochdruckluft ausgesetzt, gibt dann die Luft ab und gibt den Adsorptionsfilm des gewünschten Gases frei. Die Größe des Kompressors ist viel kleiner als die der Verflüssigungseinheit. So wird der tragbare Sauerstoffgenerator hergestellt, um sauerstoffangereicherte Luft für medizinische Zwecke bereitzustellen. Die Vakuumwechseladsorption ist ein ähnlicher Prozess; das Produktgas wird bei Unterdruck aus dem Zeolith ausgefällt.
