A szivacsos anyag lehetővé teszi a robbanásveszélyes gáz biztonságos tárolását és szállítását

A Kiotói Egyetem vegyészei más japán és francia tudósokkal együtt fejlesztettek

fém-organic framework (MOF) szerkezete becink alapú, amely lehetővé teszi az acetilén biztonságos tárolását és felszabadítását. A MOF egy porózus anyag, amely fémionokból áll, amelyeket szerves linker molekulák vesznek körül. Az acetilén adszorbeálódik a MOF porózus részein, lehetővé téve a gázmolekulák szoros tárolását alacsony nyomáson.

A kutatók olyan struktúrákat használtak, amelyek alapjáncinket tartalmazó benzoldikarboxilát és bipiridin linkereket, és amino- vagy nitro funkciós csoportokkal módosította. Ezek a módosítások lehetővé teszik a henger feltöltéséhez és a gáz használat közbeni kibocsátásához szükséges nyomás beállítását.

Kép: Mickaele Bonneau et al., Nature Chemistry

Az acetilént széles körben használjákipari folyamatok, beleértve a hegesztést, fémvágást és szerves kémiai szintézist. Ahogy a kutatók megjegyzik, szobahőmérsékleten nagyon gyúlékony, és spontán meggyullad, ha a nyomás 2 bar fölé emelkedik. A kutatók hozzáteszik, hogy az acetilént hengerekben tárolják, acetonban vagy más hasonló anyagokban oldva. Ez lehetővé teszi a gáz nagy nyomáson történő tárolását, de egyben szennyezi is.

A vegyészek felfedezték, hogy porózus MOF-jaik képeseknagy mennyiségű tiszta acetilént tároljon 2 bar alatti nyomáson oldószer nélkül. A tudósok valós körülmények között tesztelték az acetilén felszabadulását légköri nyomáson. A maximális hatékonyságot az amino funkciós csoportokat tartalmazó anyagban érte el: légköri nyomáson a tárolt gáz akár 77%-át is felszabadította.

„Eredményeink azt mutatják, hogy az acetilén képeskisebb tartályokban, alacsony nyomáson és nagyobb mennyiségben tárolja, akár 37-szer többet, mint más oldószermentes tárolási megoldások” – mondja Ken-ichi Otake, a tanulmány társszerzője.

A tudósok azt is megjegyzik, hogy képesek hangolniaz anyag rugalmassága funkcionális csoportok használatával a gáz tárolására különféle körülmények között és hőmérsékleten. Hasonló MOF-ek kifejlesztését tervezik más gázok, például szén-dioxid, oxigén és metán tárolására.

Borítókép: Mindy Takamiya/Kyotói Egyetem iCeMS

Olvass tovább:

Évszázadok óta vadásznak rá: mit tudunk a Nap melletti Vulkán bolygóról

A csillagászok egy bolygót találtak a Föld közelében: nagyon furcsa pályája van

Kínai tudósok bebizonyították, hogy a modern lemezeltolódások 2,5 milliárd éves múltra tekintenek vissza