Новый светочувствительный материал, поглощающий СО2

На фоне озабоченности по поводу накопления парниковых газов в атмосфере, многие научно-исследовательские институты ищут методы связывания углерода – сбора, хранения и даже возможного повторного использования. С помощью нового энергоэффективного материала выбросы от сжигающих уголь электростанций могут быть значительно уменьшены. Материал способен поглощать огромные количества диоксида углерода и высвобождать его при взаимодействии с солнечными лучами.

В исследовании, напечатанном в Angewandte Chemie, ученые из Университета Монаш (Monash University) и CSIRO, впервые обнаружили фоточувствительную металлоорганическую структуру (metal organic framework (MOF)), - класс материалов, известный своей способностью к накоплению газов в исключительных объемах. Это открытие делает возможным создание мощного и рентабельного инструмента для захвата и хранения (потенциально переработки) диоксида углерода.

Используя солнечный свет для высвобождения углерода, новый материал решает проблемы издержек и неэффективности, связанные с использованием существующих энергоемких методов улавливания углекислого газа. Сегодняшние технологии используют жидкие материалы для захвата углерода, которые в дальнейшем нагреваются в течение длительного времени для высвобождения и хранения диоксида углерода.

Доцент Bradley Ladewig из Департамента Химической Инженерии Монаш, утверждает, что MOF являются удивительным развитием в технологии снижения выбросов.

«Впервые это открыло возможность дизайна систем улавливания углерода, которые используют солнечный свет для инициации процесса высвобождения углекислого газа», говорит профессор Ladewig. «Это значительный шаг вперед в технологиях улавливания углерода».

MOF - новый многообещающий класс материалов, состоящий из кластеров атомов металлов, связанных органическими молекулами. Благодаря их сверх высокой площади внутренней поверхности, сравнимой с площадью футбольного поля на один грамм MOF, этот материал может содержать значительные объемы газа.

Аспирант и главный автор статьи Richelle Lyndon утверждает, что технология, известная как динамическое фотопереключение, была закончена при помощи светочувствительных молекул азобензола.

«MOF может высвобождать адсорбированный углекислый газ во время облучения солнечным светом, точно так же как при отжиме губки», говорит Lyndon.

«Открытый нами MOF, близок по строению с диоксидом углерода. Однако, светочувствительные молекулы потенциально могут быть совмещены с другими материалами класса MOF, создавая технологию захвата и высвобождения применимую для других газов».

Исследователи под руководством профессора Matthew Hill из CSIRO, в настоящее время оптимизируют материал для увеличения эффективности поглощения углекислого газа до уровней подходящих для промышленных условий.

Исследование было выполнено при поддержке Фонда Науки и Индустрии (Science and Industry Endowment Fund).

Автор: Александр Иващенко