​Ученые из лаборатории структуры и функциональных свойств молекулярных систем НГУ, сотрудники Института катализа им. Г. К. Борескова СО РАН Даниил Колоколов и Александр Степанов совместно с иностранными учеными создали серию нанопористых металл-органических каркасов — сорбентов с оптимальными параметрами хранения природного газа. 

 
Новосибирские ученые внесли существенный вклад в понимание механизма адсорбции и научились прогнозировать оптимальное строение каркаса для создания материала с рабочей емкостью метана. По словам ученых, данные материалы можно использовать для массовой газификации транспорта. Научная статья была опубликована в журнале Американского химического общества (JACS).
 
Исследование направлено на решение двух задач: очистку и хранение природного газа. После добычи метан нужно очистить от примесей – неуглеродных веществ и более тяжелых углеродов. Это трудоемкий процесс, основной этап которого состоит в разделении газовой смеси на чистые компоненты при помощи пористых сорбентов. Эффективность сорбента напрямую влияет на общие затраты. Вторая задача связана с возможностью использования метана в качестве топлива в транспорте. Для этого также необходимы сорбенты нового типа – легкие и обладающие высокой рабочей емкостью.

В научной статье ученые описывают новые металл-органические каркасы для хранения метана, созданные при помощи направленного дизайна. Это новый тип пористых синтетических материалов, представляющих из себя кристаллическую структуру - неорганический узел из оксида металла, который связан органическими мостиками (линкерами). Использование этих материалов позволит значительно уменьшить размеры и вес хранилища, а значит, использовать природный газ в качестве автотоплива.

Новосибирские ученые показали, что подвижность органических линкеров напрямую влияет на емкость хранения метана. При быстром вращении фрагментов каркаса доступный для метана объем пор сокращается. Создание материала со схожим размером пор, но с замороженной подвижностью каркаса позволило увеличить емкость метана сразу на 10 %. Материалы, которые получили ученые в процессе работы, позволяют хранить метан для использования в автотранспорте уже при давлении 65 атмосфер.

Как уточнил Даниил Колоколов, работа с иностранными учеными ведется с 2015 года, и на сегодняшний день коллективу удалось достичь важных результатов. Это исследование имеет большое значение как для дальнейшего развития химии новых материалов, так и для всего населения: перевод транспорта на метановое топливо позволит сократить вредные выбросы от автотранспорта и снизить стоимость перевозок.

Похожие новости

  • 30/07/2018

    Ученые ИК СО РАН использовали растительные отходы, чтобы сделать топливо более экологичным

    Сотрудники лаборатории каталитических процессов переработки возобновляемого сырья Института катализа им. Г. К. Борескова СО РАН совместно с коллегами из Новосибирского государственного университета получили экологически чистое топливо, смешав бензин с веществом, полученным от переработки соломы и древесины.
    449
  • 20/11/2018

    Новосибирские ученые совершили открытие в водородной энергетике

    ​Ученые лаборатории структуры и функциональных свойств молекулярных систем Физического факультета НГУ и Института катализа им. Г. К. Борескова СО РАН подробно изучили устройство протонно-обменной мембраны — главной части топливной электрохимической ячейки — и смогли выяснить, как улучшить ее проводимость.
    173
  • 01/12/2016

    Новосибирские учёные создали энергосберегающие сорбенты нового типа

    ​Учёные из НГУ и Института катализа СО РАН разработали энергосберегающий сорбент на основе вспученного вермикулита (минерала, использующегося для выращивания растений на гидропонике), модифицированного хлоридом лития.
    1538
  • 25/07/2017

    Ученые ИК СО РАН создали новый материал для низкотемпературных топливных элементов

    ​​​Ученые Института катализа имени Г.К. Борескова СО РАН и Новосибирского государственного университета создали новый, более стабильный материал для низкотемпературных топливных элементов с протон-проводящей мембраной.
    733
  • 08/12/2016

    Новосибирские химики производят уникальные композитные материалы для сжигания топлива

    ​Специалисты Новосибирского государственного университета и институтов СО РАН создают керамометаллические композитные матрицы на основе порошка алюминия, его оксида и сплавов. Эти уже успешно испытанные материалы обладают уникальными характеристиками, в частности, высокой теплопроводностью, и используются для структурированных катализаторов процессов сжигания и трансформации топлив.
    1848
  • 18/10/2018

    Новосибирские ученые разработали новое оборудование для радиоуглеродного анализа

    ​Новосибирские ученые разработали новый метод и полуавтоматическое оборудование для подготовки проб для радиоуглеродного анализа на ускорительном масс-спектрометре. Созданная установка на порядок дешевле традиционно эксплуатируемой (сотни тысяч рублей вместо нескольких миллионов).
    205
  • 14/12/2018

    Новосибирские ученые помогли реализовать новый принцип молекулярного дизайна микропористых сред

    ​Ученые лаборатории структуры и функциональных свойств молекулярных систем Физического факультета НГУ и Института катализа им. Г. К. Борескова СО РАН исследовали материал для селективной абсорбции токсичных газов и смогли составить детальную характеристику компонентов, составляющих «молекулярное сито».
    31
  • 21/07/2017

    Новосибирские ученые нашли способ улучшить работу очистителей воздуха

    Ученые НГУ выиграли грант Российского научного фонда (РНФ). Разработка ученых поможет решить фундаментальные научные задачи, а также улучшить работу бытовых и профессиональных очистителей воздуха. Тема работы новосибирских ученых — «Фото- и терморазложение металлокомплексов как способ формирования наночастиц металлов и биметаллических структур на поверхности фотокаталитически активных материалов».
    932
  • 23/10/2017

    Что нужно для развития химической отрасли

    ​Развитие химической отрасли немыслимо без инноваций, поэтому особое значение приобретает трансфер современных технологий. Еще лет пятнадцать назад в случае необходимости в том или ином продукте о подобной проблеме не задумывались, и нужная продукция просто импортировалась.
    610
  • 20/02/2017

    Новосибирские ученые предлагают недорогой способ утилизации отходов канализации

    ​Утилизировать отходы сточных вод с помощью катализаторов предложили новосибирские ученые. Обычно иловые осадки складируют на специальных полигонах или сжигают с применением песка. Это затратно и неэкологично.
    1237