Een internationaal onderzoeksteam waarbij het CNRS, Air Liquide en de Universiteit van Kyoto (Japan) betrokken zijn, heeft zojuist de veelbelovende mogelijkheden aangetoond van een nieuwe familie van materialen voor de opslag van ontvlambare gassen zoals acetyleen. Deze materialen zijn nanoporeus en flexibel en kunnen worden aangepast om de adsorptie van kleine moleculen te verbeteren bij de temperatuur- en drukomstandigheden die vereist zijn voor industriële toepassingen. Deze resultaten zijn op 21 april 2022 gepubliceerd in Nature Chemistry.
Hoe sla ik meer en beter op? Dit vat de uitdaging van het transporteren van ontvlambare gassen samen. Om de industriële veiligheid te garanderen, moeten deze gassen worden behandeld bij gedefinieerde temperatuur- en drukomstandigheden die geen optimale opslag- en vrijgavecycli mogelijk maken. Bestaande poreuze materialen kunnen het opvangen van bepaalde gassen vergemakkelijken, maar hun hoge affiniteit voor deze moleculen bemoeilijkt het vrijkomen ervan: er blijft dan een grote hoeveelheid gas gevangen in het gastheermateriaal.
Wetenschappers1 hebben zojuist aangetoond dat nieuwe gepatenteerde materialen2 een oplossing kunnen bieden, door aan te tonen dat ze acetyleen kunnen opvangen en afgeven. Voor een bepaald volume kunnen ze 90 keer meer acetyleen opslaan en afgeven. In die stap is het zelfs mogelijk om 77% van het gas dat in een cilinder is opgeslagen terug te winnen – veel meer dan met bestaande poreuze materialen. En dit alles bij temperatuur- en drukomstandigheden die geschikt zijn voor industriële toepassingen.
Deze materialen behoren tot de familie van metaal-organische raamwerken (MOF’s) die nanoporeuze kristalstructuren vormen. De MOF’s die tijdens dit werk zijn bestudeerd, hebben de bijzonderheid dat ze flexibel zijn en bieden dus twee toestanden: “open” en “gesloten”, waardoor respectievelijk gasopslag en -afgifte worden vergemakkelijkt. Bovendien kunnen ze worden aangepast om de opslag-uitlaatdruk zeer fijn te regelen, en dus geschikt zijn voor verschillende industriële beperkingen.
Op basis van deze resultaten is het onderzoeksteam van plan om nieuwe modificaties te testen om deze flexibele MOF’s nieuwe eigenschappen te geven, bijvoorbeeld om de afvang van CO2, methaan of waterstof te vergemakkelijken. Het verlagen van de kosten van deze nieuwe materialen blijft een belangrijke doelstelling om industriële toepassingen te ontwikkelen.
Dit onderzoek werd uitgevoerd als onderdeel van het International Research Project3 SMOLAB, dat complementaire Franse en Japanse krachten op het gebied van flexibele MOF’s en hun toepassingen concentreert en versterkt. SMOLAB werd in 2018 opgericht door de Universiteit van Kyoto en de CNRS, in samenwerking met avec Air Liquide, Claude Bernard University Lyon 1, Chimie ParisTech / PSL University.
Opmerkingen:
1- In het Institut de Recherche de Chimie Parijs (CNRS/Chimie ParisTech — PSL).
2- Ontwikkeld door de Universiteit van Kyoto en Air Liquide, referentie WO2021043492A1.
3- De internationale onderzoeksprojecten zijn onderzoeksprojecten in samenwerkingsverband die zijn opgezet tussen een of meer CNRS-laboratoria en laboratoria in een of twee andere landen. Via hen worden gevestigde samenwerkingen geconsolideerd door wetenschappelijke partnerschappen op korte of middellange termijn. Ze omvatten werkvergaderingen en seminars, de ontwikkeling van gezamenlijke onderzoeksactiviteiten, waaronder veldonderzoek, en de begeleiding van studenten.
Verhaalbron:
Materialen geleverd door CNRS. Opmerking: inhoud kan worden bewerkt voor stijl en lengte.
lees het gehele artikel bij de bron
Samenvatting: Ingenieurs hebben zojuist een veelbelovende nieuwe familie van materialen gedemonstreerd voor de opslag van ontvlambare gassen zoals acetyleen. Deze materialen zijn nanoporeus en flexibel en kunnen worden aangepast om de adsorptie van kleine moleculen te verbeteren bij de temperatuur- en drukomstandigheden die vereist zijn voor industriële toepassingen.
Datum van publicatie: 22 april 2022
Bron: Technologie | Top technologienieuws — ScienceDaily