Science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Wetenschappers hebben een betere manier gevonden om koolstof uit industriële emissies op te vangen

Bovendien bemoeilijkt het omgaan met het watergedeelte van schoorsteengassen het verwijderen van kooldioxide aanzienlijk, zei hij. Veel MOF's die het potentieel voor koolstofafvang hebben aangetoond, verloren hun effectiviteit in vochtige omstandigheden. Rookgassen kunnen worden gedroogd, zei Stylianou, maar dat brengt aanzienlijke kosten met zich mee voor het verwijderingsproces van kooldioxide, genoeg om het niet levensvatbaar te maken voor industriële toepassingen.

"Dus probeerden we een MOF te bedenken om de verschillende beperkingen aan te pakken van de materialen die momenteel worden gebruikt bij het afvangen van koolstof:hoge kosten, slechte selectiviteit voor koolstofdioxide, lage stabiliteit in vochtige omstandigheden en lage CO2 opnamecapaciteiten," zei hij.

MOF's zijn kristallijne, poreuze materialen die bestaan ​​uit positief geladen metaalionen omgeven door organische 'linker'-moleculen die bekend staan ​​als liganden. De metaalionen maken knooppunten die de armen van de linkers binden en zo een zich herhalende structuur vormen die op een kooi lijkt; de structuur heeft poriën van nanogrootte die gassen adsorberen, vergelijkbaar met een spons.

MOF's kunnen worden ontworpen met een verscheidenheid aan componenten, die de eigenschappen van de MOF bepalen, en er zijn miljoenen mogelijke MOF's, zei Stylianou. Bijna 100.000 daarvan zijn gesynthetiseerd door scheikundig onderzoekers, en van nog eens een half miljoen zijn de eigenschappen voorspeld.

"In deze studie introduceren we een MOF bestaande uit aluminium en een direct verkrijgbaar ligand, benzeen-1,2,4,5-tetracarbonzuur," zei Stylianou. "De synthese van het MOF gebeurt in water en duurt slechts een paar uur. En het MOF heeft poriën met een grootte die vergelijkbaar is met die van CO2 moleculen, wat betekent dat er een beperkte ruimte is waar de koolstofdioxide kan worden vastgehouden."

De MOF werkt goed in vochtige omstandigheden en geeft bovendien de voorkeur aan kooldioxide boven stikstof, wat belangrijk is omdat stikstofoxiden een ingrediënt zijn in rookgassen. Zonder die selectiviteit zou de MOF mogelijk aan de verkeerde moleculen binden.

"Deze MOF is een uitstekende kandidaat voor toepassingen voor koolstofafvang na verbranding", zei Stylianou. "Het is kosteneffectief met uitzonderlijke scheidingsprestaties en kan minstens drie keer worden geregenereerd en hergebruikt met vergelijkbare opnamecapaciteiten."

Wetenschappers van Columbia University, het Pacific Northwest National Laboratory en Chemspeed Technologies AG uit Zwitserland namen ook deel aan dit onderzoek, net als de chemici Ryan Loughran, Tara Hurley en Andrzej Gładysiak uit Oregon State.

Meer informatie: Ryan P. Loughran et al, CO2-afvang uit nat rookgas met behulp van een waterstabiel en kosteneffectief metaal-organisch raamwerk, Cell Reports Physical Science (2023). DOI:10.1016/j.xcrp.2023.101470

Journaalinformatie: Celrapporten natuurwetenschappen

Aangeboden door Oregon State University




Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Twee studies vinden dat stress cellen herprogrammeert
  2. Uit onderzoek blijkt dat het leven op de zeebodem verwoest is door een explosieve vulkaanuitbarsting in de Stille Oceaan
  3. Veranderingen in de varkenshouderij in de 20e eeuw verspreidden antibioticaresistente Salmonella over de hele wereld, zo blijkt uit onderzoek
  4. Ontdekking:Bernie Sanders spin
  5. 3 geredde dolfijnen zwemmen vrij uit het Indonesische heiligdom
  6. Nieuwe Vincetoxicum-soort gevonden in Yunnan
  7. Biologen ontdekten de paden van groepen van de lophopoor
  8. "What Does Heterozygous Mean?
  9. Stadia van een typische celcyclus

Wetenschap