Металлоорганические материалы сделают атмосферу чище

Улавливание и связывание - один из способов снижения уровня углекислоты в атмосферных выбросах. Однако мало просто «поймать» углекислый газ, надо его еще отделить от фильтра для дальнейшей утилизации или складирования, что связано со значительным расходом энергии. Ученые из Университета Южной Флориды, США совместно с коллегами из Научно-технологического университета им. короля Абдаллы, Саудовская Аравия сообщили, что ими найдена энергетически эффективная альтернатива. Исследователи предлагают использовать для захвата и выделения СО₂ дешевый и эффективный многоразовый материал на основе металлоорганической структуры.

Открытие направлено на решение одной из крупнейших экологических проблем планеты. По оценкам экспертов, энергетические затраты промышленности, связанные с очисткой выбросов в атмосферу от углекислоты достигают 15% от общего уровня мирового производства. Предполагается, что спрос на товары, связанные с этими процессами, утроится к 2050 году.

Ученые исследовали свойства материала под названием SIFSIX-1-Cu. Пористые материалы SIFSIX строятся из комбинации органических и неорганических химических составляющих и относятся к классу металлоорганических материалов. SIFSIX-1-Cu создан более 15 лет назад, его химическое название гексафторсиликат.

Атомы кристалла SIFSIX-1-Cu образуют трехмерную решетку с отверстиями, которая может задерживать углекислый газ, но не представляет препятствия для других молекул. Такое свойство сохраняется даже в присутствии водяного пара, который обычно мешает эффективному улавливанию углекислоты.

Чтобы подтвердить свои выводы, ученые применили моделирование на нескольких суперкомпьютерах. Сначала они изучали взаимодействие небольших групп молекул газа между собой и металлоорганическим материалом с использованием суперкомьютера Blacklight Питтсбургского суперкомьютерного центра. Данные полученные при помощи Blacklight использовали для общего моделирования процессов взаимодействия материалов на мощностях суперкомпьютерных центрах в Техасе и Сан-Диего.

Исследователи полагают, что открытые ими новые свойства металлоорганического материала могут быть использованы в трех потенциально важных направлениях. Это очистка выбросов угольных электростанций, ректификация метана в природных газовых месторождениях и продвижение технологии «чистого угля». Чистые угольные электростанции, существующие в настоящее время, тратят на захват и выделение СО₂ 20-30% генерируемой мощности. Использование нового материала позволит стать этим предприятиям более эффективными и отдавать в электросети больше энергии.

Следующим этапом исследований станет сотрудничество с целью определения способов массового изготовления материала и его использования на практике.

По материалам USF

• < Как зарядить электромобиль за пару минут?
• North Paw – вибрационный компас для самостоятельной сборки >

Комментарии: