​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

  • 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.
    2275
  • 21/05/2019

    По итогам сочинского форума «Наука будущего — наука молодых»

    ​В Сочи завершились III Международная конференция «Наука будущего» и IV Всероссийский форум «Наука будущего — наука молодых». Мы попросили сибирских ученых, в них участвующих, рассказать, какие проекты они представляли на мероприятиях форума и с какими целями приехали сюда.
    243
  • 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.
    825
  • 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».
    643
  • 11/03/2019

    Исследования новосибирских ученых попали на обложку международного кристаллографического журнала

    ​Публикация посвящена исследованию кристаллических структур двух соединений при варьировании температуры: молекулярной соли и смешанного кристалла в системе β-аланина и DL-винной кислоты, имеющих одинаковый стехиометрический состав 1:1, но различную кристаллическую структуру.
    392
  • 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.
    553
  • 28/02/2019

    СКИФ обретает очертания

    В Новосибирске полным ходом идет проектирование уникального синхротрона четвертого поколения, который должны построить в рамках реализации проекта «Академгородок 2.0» к 2024 году. Ученые разработали эскиз первых шести пользовательских станций СКИФаНапомним, центр коллективного пользования СКИФ будет включать в себя, помимо собственно источника фотонов, пользовательское оборудование экспериментальных станций и лабораторного комплекса.
    366
  • 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.
    956
  • 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».
    1295
  • 29/04/2019

    Команда российских ученых выдвинула гипотезу о существовании жизни на Венере

    Ученые из Института космических исследований РАН, Института катализа имени Г. К. Борескова СО РАН и НГУ выдвинули гипотезу о существовании жизни на Венере. К таким выводам исследователей привела новая обработка панорамных изображений поверхности Венеры, полученных советскими аппаратами «Венера-9», «Венера-10», «Венера-13» и «Венера-14» в 1975—1982 годах.
    495