Onderzoekers van het Advanced Materials Laboratory van de Universiteit van Alicante hebben een optimale, goedkoop methaanopslagsysteem. Het team, onder leiding van UA-hoogleraar Anorganische Chemie Joaquín Silvestre, heeft een MOF-materiaal gebruikt (zeer poreus metaal-organisch raamwerk). In de poriën van dit materiaal, het mogelijk is om de voorwaarden te creëren die nodig zijn om gasstructuren onder zee te repliceren, waar miljoenen tonnen aardgas worden opgeslagen in ijsachtige structuren.

Dit systeem biedt een alternatief voor aardgastransport en voertuigen op aardgas, zoals privéauto's, bussen en schepen. Het is gebaseerd op millimetrische ijskristallen die gas opslaan, d.w.z. vang het en houd het stabiel.

Het belangrijkste voordeel van deze nanomaterialen, Silvestre legt uit, is dat met hen "de temperatuur kan worden verlaagd tot 2°C, en druk tot ongeveer 60 bar." Om aardgas vloeibaar te maken en vanaf de bron per boot naar verschillende landen te vervoeren, het moet bij -162°C en bij hoge druk zijn. Bussen op persgas, omgekeerd, een druk van 250 bar nodig. Met het systeem dat in dit onderzoek is ontwikkeld, deze twee obstakels kunnen worden overwonnen, omdat de druk- en temperatuuromstandigheden gunstiger zijn.

Deze vonst, gepubliceerd in de Tijdschrift van de American Chemical Society , resultaten van het samenwerkingswerk tussen onderzoekers van de King Abdullah University (KAUST) in Saoedi-Arabië, Marokko's Mohammed VI Polytechnische Universiteit, het Amerikaanse Oak Ridge National Laboratory en de ALBA synchrotron-stralingsversneller in Barcelona.

Achtergrond

MOF-materialen werden voor het eerst ontwikkeld in het midden van de jaren negentig. Tot dusver, er zijn veelbelovende resultaten behaald in uiteenlopende gebieden als CO ₂ vastlegging, methaan opslag, water behandeling, sensoren of biogeneeskunde, onder andere.

Recenter, studies onder leiding van onderzoekers uit Saoedi-Arabië hebben het mogelijk gemaakt om nieuwe MOF-materialen te synthetiseren met een extreem hoge wateradsorptiecapaciteit (tot 200 keer hun gewicht). "Deze hydrolytisch stabiele materialen zijn voorgesteld als systemen die water uit de omgeving in droge gebieden kunnen opvangen, bijvoorbeeld tijdens vochtige nachten in kustgebieden van de Middellandse Zee, dat later wordt omgezet in schoon vloeibaar water dat overdag gedronken kan worden, " Hoogtepunten van Joaquín Silvestre.

In deze betekenis, de UA-onderzoeker wijst erop, "Toen ik ontdekte dat mijn collega's uit Saoedi-Arabië en Marokko perfecte structuren hadden ontworpen die die hoeveelheid water in hun poriën konden opslaan, Ik heb ze om monsters gevraagd. Ze stuurden me twee soorten materialen met, respectievelijk, zeer kleine en iets grotere holtes. We hebben gecontroleerd dat met het materiaal met de kleinere holtes het methaan het kristal niet kan vormen, maar met degene met grotere holtes kan het."

Op basis hiervan, de door de UA geleide studie heeft de grote hoeveelheid geadsorbeerd water in de holtes van deze MOF-materialen kunnen gebruiken om optimale methaanopslagsystemen te creëren. Volgens de UA-expert "door de natuur na te bootsen, deze MOF-materialen zijn gebruikt als nanoreactoren om de groei van geïsoleerde methaanhydraatkristallen te stimuleren, op zo'n manier dat elke porie van de moederstructuur een enkel kristal van gehydrateerd gas bevat."

Onder deze aanpak, de methaanopslagcapaciteit van deze materialen kon met meer dan 50% worden vergroot in vergelijking met hetzelfde systeem op droge basis. Het belangrijkste is, de drukband voor laden/lossen is erg klein, wat betekent dat gas met een lagere druk in een container kan worden gedaan en kan worden vrijgegeven door een dergelijke druk te verlagen.

Met deze verlaging naast zijn stabiliteit bij een temperatuur van 2°C die gemakkelijk te bereiken is, kosten zijn lager. Daarnaast, de UA-hoogleraar voegt eraan toe dat "tegenwoordig voertuigen op aardgas hebben een zeer krachtige en dure compressor nodig, die slechts enkele tankstations zich kunnen veroorloven. Echter, door de druk te verlagen tot 60 bar, een huishoudelijke compressor zou voldoende zijn voor opslagdoeleinden. We hebben al aardgas in huis, zodat de auto in de garage kon worden opgeladen, " hij zegt.