Materiał gąbczasty pozwoli na bezpieczne przechowywanie i transport gazu wybuchowego

Opracowali je chemicy z Uniwersytetu w Kioto wraz z innymi naukowcami japońskimi i francuskimi

Struktura metaloorganiczna (MOF) nana bazie cynku, który umożliwia bezpieczne magazynowanie i uwalnianie acetylenu. MOF jest porowatym materiałem składającym się z jonów metali otoczonych organicznymi cząsteczkami łącznika. Acetylen adsorbuje się na porowatych częściach MOF, umożliwiając szczelne przechowywanie cząsteczek gazu pod niskim ciśnieniem.

Naukowcy wykorzystali struktury oparte nacynk zawierający benzenodikarboksylan i łączniki bipirydynowe i modyfikował je aminowymi lub nitrowymi grupami funkcyjnymi. Modyfikacje te umożliwiają regulację ciśnienia wymaganego do napełnienia butli i uwolnienia gazu podczas użytkowania.

Zdjęcie: Mickaele Bonneau i in., Nature Chemistry

Acetylen jest stosowany w szerokim zakresieprocesy przemysłowe, w tym spawanie, cięcie metali i organiczna synteza chemiczna. Jak zauważają naukowcy, jest wysoce łatwopalny w temperaturze pokojowej i samorzutnie zapala się, gdy ciśnienie wzrośnie powyżej 2 barów. Teraz naukowcy dodają, że acetylen jest przechowywany w butlach, rozpuszczony w acetonie lub innych podobnych substancjach. Pozwala to na przechowywanie gazu pod wysokim ciśnieniem, ale także go zanieczyszcza.

Chemicy odkryli, że ich porowate MOF mogą:przechowywać duże ilości czystego acetylenu pod ciśnieniem poniżej 2 barów bez rozpuszczalnika. Naukowcy przetestowali uwalnianie acetylenu pod ciśnieniem atmosferycznym w rzeczywistych warunkach. Maksymalną wydajność osiągnięto w materiale z aminowymi grupami funkcyjnymi: uwalniał do 77% zmagazynowanego gazu pod ciśnieniem atmosferycznym.

„Nasze wyniki pokazują, że acetylen możeprzechowywać w mniejszych pojemnikach przy niskim ciśnieniu i w większych ilościach, do 37 razy więcej niż inne rozwiązania do przechowywania bez rozpuszczalników – mówi Ken-ichi Otake, współautor badania.

Naukowcy zauważają również, że potrafią dostroićelastyczność materiału z wykorzystaniem grup funkcyjnych do przechowywania gazu w różnych warunkach i temperaturach. Planują opracować podobne MOF do przechowywania innych gazów, takich jak dwutlenek węgla, tlen i metan.

Zdjęcie na okładce: Mindy Takamiya/Uniwersytet Kioto iCeMS

Czytaj więcej:

Poluje się na nią od wieków: co wiemy o planecie Vulcan obok Słońca?

Astronomowie znaleźli planetę w pobliżu Ziemi: ma bardzo dziwną orbitę

Naukowcy z Chin udowodnili, że współczesne przesunięcia płyt sięgają 2,5 miliarda lat