science >> Wetenschap >  >> Chemie

Xenongas uit afvalstromen halen

Metalen organische raamwerken, met nanoporiën en een hoge affiniteit voor xenon, kan het gas scheiden van lucht of afvalstromen. Xenon heeft toepassingen op verschillende gebieden waaronder verlichting, ruimtevaart en medicijnen. Krediet:Pacific Northwest National Laboratory

Van ruimteaandrijving tot verlichting tot chirurgische anesthesie, de toepassingen en behoeften van xenongas groeien. En het goede nieuws is dat onderzoekers de wetenschap bevorderen om xenon gemakkelijker uit afvalstromen te verwijderen en de kleine hoeveelheden ervan in de atmosfeer op te vangen.

Onderzoekers van het Pacific Northwest National Laboratory van het Department of Energy lopen voorop in het onderzoek naar de ontwikkeling van poreuze materialen op nanoschaal om xenon op te vangen. Ze rapporteren in het journaal Chemo deze maand, dat goedkope materialen, metaal-organische raamwerken genaamd, zeer succesvol zijn geweest in het scheiden van het gas op een manier die het veel goedkoper kan maken dan de bestaande middelen om het te produceren.

Momenteel, industrie gebruikt een veelvoorkomend maar duur proces, cryogene destillatie genaamd, om xenon te scheiden van andere gassen of de atmosfeer. In dat kostbare proces er wordt veel energie gebruikt om hele gasstromen tot ver onder het vriespunt te koelen om het xenon te concentreren.

"Het proces dat we hebben aangetoond om selectief xenon in een MOF op te sluiten, kan bij kamertemperatuur worden gedaan, " zei Praveen Thallapally, een materiaalwetenschapper bij PNNL en een corresponderende auteur op het papier. "Je laat een gemengde gasstroom slechts één keer over de MOF-materialen gaan om het xenon op te vangen en het kan langdurig worden opgeslagen en gemakkelijk worden vrijgegeven voor industriële toepassingen wanneer je het wilt gebruiken."

De auteurs van het artikel merken op dat xenon waarschijnlijk meer zou worden gebruikt als het zuiniger was om te produceren. Bijvoorbeeld, ze wijzen op rapporten die aantonen dat xenon wordt beschouwd als een beter chirurgisch anestheticum dan de bestaande technologie, omdat het krachtiger is, minder riskant, milieuvriendelijker en mogelijk recyclebaar.

Xeon heeft ook toepassingen in verlichting, flitslampen, booglampen, stralingsdetectoren, medische beeldvorming, onderzoeksbeeldvorming met nucleaire magnetische resonantie, halfgeleiders, lasers, ruimte voortstuwing, de zoektocht naar donkere materie en nucleaire verwerking.

MOF's, terwijl nano-formaat, hebben een groot oppervlak en zitten vol poriën die gassen kunnen opzuigen zoals sponzen water opzuigen. Er bestaan ​​duizenden MOF's die kunnen worden gemaakt, maar elk moet worden afgestemd of geoptimaliseerd om verschillende interessante gassen aan te trekken en vast te houden.