Struktur av metall-organiska ramverk MOF-508, sammansatt av kol (svart), kväve (blått), syre (rött) och zink (grönt). Detta ramverks flexibilitet och katenerade karaktär är nyckelparametrar för lagring av acetylen. Kredit:© François-Xavier Coudert/CNRS
Hur lagrar jag mer och bättre? Detta sammanfattar utmaningen med att transportera brandfarliga gaser. För att säkerställa industriell säkerhet måste dessa gaser hanteras vid definierade temperatur- och tryckförhållanden som inte tillåter optimala lagrings- och utsläppscykler. Befintliga porösa material kan underlätta infångningen av vissa gaser, men deras höga affinitet för dessa molekyler komplicerar deras frisättning:en stor mängd gas förblir då instängd i värdmaterialet.
Forskare har just visat att nya patenterade material kan ge en lösning, genom att visa deras förmåga att fånga och frigöra acetylen. För en given volym kan de lagra och frigöra 90 gånger mer acetylen. I det steget är det till och med möjligt att återvinna 77 % av gasen som lagras i en cylinder – mycket mer än med befintliga porösa material. Och allt detta vid temperatur- och tryckförhållanden som är lämpliga för industriella tillämpningar.
Dessa material tillhör familjen metallorganiska ramverk (MOF) som bildar nanoporösa kristallstrukturer. De MOF som studerats under detta arbete har den egenheten att vara flexibla och erbjuder därför två tillstånd:"öppen" och "stängd", vilket underlättar gaslagring respektive gasutsläpp. Dessutom kan de modifieras för att kontrollera lagrings-frigöringstrycket mycket fint och är därför lämpliga för olika industriella begränsningar.
Baserat på dessa resultat planerar forskargruppen att testa nya modifieringar för att ge dessa flexibla MOF nya egenskaper, till exempel för att underlätta infångningen av CO2 metan eller väte. Att minska kostnaderna för dessa nya material är fortfarande ett viktigt mål för att utveckla industriella tillämpningar.
Denna forskning utfördes som en del av det internationella forskningsprojektet SMOLAB, som koncentrerar och förstärker kompletterande franska och japanska styrkor inom området flexibla MOF och deras tillämpningar. SMOLAB skapades 2018 av University of Kyoto och CNRS, i samarbete med avec Air Liquide, Claude Bernard University Lyon 1, Chimie ParisTech / PSL University. + Utforska vidare
