Новый процесс улавливания газа из окружающей среды и хранения его на неопределенный срок в контейнерах молекулярного размера был разработан группой исследователей из Университета Калгари, которые говорят, что это новый метод хранения газа, который может принести пользу улавливание, хранение и транспортировка газов более безопасно и эффективно.
«Это доказательство концепции, которая представляет собой совершенно новый способ хранения газа, а не просто усовершенствование уже существующего метода», - сказал профессор химии Калифорнийского университета Джордж Симидзу. «Мы придумали материал, который механически улавливает газ высокой плотности без необходимости использования высоких давлений, которые требуют специальных резервуаров для хранения и создают проблемы с безопасностью."
В новой статье в Nature-MaterialsСимидзу, научный сотрудник U of C профессор Дэвид Крамб, аспирант-химик Бретт Чендлер и коллеги из Национального исследовательского совета описывают свое изобретение «молекулярных наноклапанов». Используя упорядоченную кристаллическую структуру органотрисульфоната бария, исследователи разработали уникальную твердую структуру, которая способна трансформироваться из набора открытых каналов в набор герметичных камер.
Переход происходит быстро и контролируется простым нагреванием материала, чтобы закрыть наноклапаны, затем добавлением воды к веществу, чтобы снова открыть их и выпустить захваченный газ. В работу включена видеозапись процесса, происходящего под микроскопом, на которой видны пузырьки газа, выходящие из кристаллов при введении воды.
«Процесс хорошо контролируется, и, поскольку мы не разрушаем прочные химические связи, материал полностью пригоден для вторичной переработки и может использоваться неограниченное время», - сказал Симидзу.
Команда намерена продолжить разработку концепции наноклапана, пытаясь создать аналогичные структуры, используя более легкие химические вещества, такие как натрий и литий, и структуры, способные улавливать самые легкие и самые маленькие из всех газов - водород и гелий.
Эти материалы могут способствовать развитию водородных топливных элементов и созданию фильтров для улавливания и хранения таких газов, как CO2 или сероводорода, образующихся в результате промышленных операций в Альберте, - сказал Крамб.
Статья «Механический захват и выделение газа в сетчатом твердом теле посредством множественных монокристаллических преобразований» доступна в Advanced Online Publication журнала Nature-Materials.