Forskere designer et nanoteknologibaseret system, der kan transportere metan til lavere tryk og omkostninger

Forskere fra University of Alicante's Advanced Materials Laboratory har skabt en optimal, lavpris metanopbevaringssystem. Holdet, ledet af UA professor i uorganisk kemi Joaquín Silvestre, har brugt et MOF-materiale (highly porous metal-organic framework). I porerne i dette materiale, det er muligt at skabe de nødvendige betingelser for at replikere gasstrukturer under havet, hvor millioner af tons naturgas er lagret inde i islignende strukturer.

Dette system tilbyder et alternativ til naturgastransport og naturgasdrevne køretøjer, som private biler, busser og skibe. Den er baseret på millimetriske iskrystaller, der lagrer gas, dvs. fange den og holde den stabil.

Den største fordel ved disse nanomaterialer, Silvestre forklarer, er, at med dem "kan temperaturen sænkes til 2°C, og tryk til omkring 60 bar." At gøre naturgas flydende og transportere den med båd til forskellige lande fra kilden, den skal være ved -162°C og ved høje tryk. komprimerede gasdrevne busser, omvendt, kræver et tryk på 250 bar. Med systemet udviklet i denne undersøgelse, disse to forhindringer kan overvindes, da tryk- og temperaturforholdene er mere gunstige.

Dette fund, offentliggjort i Journal of the American Chemical Society , resultater fra samarbejdet mellem forskere fra Saudi -Arabiens King Abdullah University (KAUST), Marokkos Mohammed VI Polytekniske Universitet, det amerikanske Oak Ridge National Laboratory og ALBA synkrotronstrålingsaccelerator i Barcelona.

Baggrund

MOF-materialer blev først udviklet i midten af ​​1990'erne. Indtil nu, meget lovende resultater er opnået i områder så forskellige som CO ₂ fange, metan opbevaring, vandbehandling, sensorer eller biomedicin, blandt andre.

For nylig, undersøgelser ledet af forskere fra Saudi-Arabien har gjort det muligt at syntetisere nye MOF-materialer med ekstrem høj vandadsorptionskapacitet (op til 200 gange deres vægt). "Disse hydrolytisk stabile materialer er blevet foreslået som systemer, der kan fange vand fra miljøet i tørre områder, for eksempel i fugtige nætter i kystområder i Middelhavet, som senere omdannes til rent flydende vand, der kan drikkes i dagtimerne, " Joaquín Silvestre fremhæver.

I denne forstand, UA-forskeren påpeger, "da jeg fandt ud af, at mine kolleger fra Saudi-Arabien og Marokko havde designet perfekte strukturer, der kunne opbevare den mængde vand i deres porer, Jeg bad dem om prøver. De sendte mig to typer materialer med, henholdsvis, meget små og lidt større hulrum. Vi kontrollerede, at med materialet med de mindre hulrum, kan metan ikke danne krystallen, men med den med større hulrum kan den."

Baseret på dette, den UA-ledede undersøgelse har været i stand til at bruge den store mængde adsorberet vand i hulrummene i disse MOF-materialer til at skabe optimale metanlagringssystemer. Ifølge UA-eksperten, "ved at efterligne naturen, disse MOF-materialer er blevet brugt som nanoreaktorer for at fremme væksten af ​​isolerede methanhydratkrystaller, på en sådan måde, at hver pore i moderstrukturen indeholder en enkelt krystal af hydratiseret gas."

Under denne tilgang, metanlagringskapaciteten af ​​disse materialer kunne øges med mere end 50 % sammenlignet med det samme system på tør basis. Mest vigtigt, belastnings-/aflastningstrykbåndet er meget lille, hvilket betyder, at gas kan puttes i en beholder ved et lavere tryk og frigives ved at sænke et sådant tryk.

Med denne reduktion, ud over dets stabilitet ved en temperatur på 2°C, der let nås, omkostningerne er lavere. Udover, UA-professoren tilføjer, at "i dag, naturgasdrevne køretøjer kræver en meget kraftig og dyr kompressor, som kun nogle tankstationer har råd til. Imidlertid, ved at reducere trykket til 60 bar, en husholdningskompressor ville være nok til opbevaringsformål. Vi har allerede naturgas derhjemme, så bilen kunne lades op i garagen, " han siger.