Una volta spogliati dei contaminanti, il gas naturale brucia in modo molto più pulito rispetto ad altri combustibili fossili. Credito:© Yevhen Tarnavskyi/ Shutterstock, Inc.
Rimozione delle impurità fastidiose di idrogeno solforato (H 2 S) e anidride carbonica (CO 2 ) dal gas naturale potrebbe diventare più semplice ed efficace utilizzando una struttura metallo-organica (MOF) sviluppata presso KAUST.
L'aggiornamento del gas naturale in questo modo potrebbe aiutare l'Arabia Saudita a fare un uso maggiore e più pulito delle sue abbondanti forniture di gas naturale, che può contenere alti livelli di queste due impurità. La tecnologia potrebbe anche promuovere un maggiore uso di gas naturale e altri gas industriali contenenti H 2 S e CO 2 in tutto il mondo per ottenere benefici ambientali ed economici potenzialmente grandi.
Il gas naturale è in gran parte composto da metano (CH 4 ) e minori quantità di altri idrocarburi utili, insieme ad alcune impurità. Una volta spogliati dei contaminanti, il gas naturale brucia in modo molto più pulito rispetto ad altri combustibili fossili:non emette particolato fuligginoso e meno CO 2 e inquinanti ossidi di azoto e zolfo.
Questo progresso KAUST sosterrà il programma Vision 2030 dell'Arabia Saudita. Questa importante iniziativa, volto a ridurre la dipendenza del Regno dal petrolio e a sviluppare nuove tecnologie ecosostenibili, include l'obiettivo di ricavare il 70% dell'energia dal gas naturale.
"Il raggiungimento di questo obiettivo impegnativo richiederà un maggiore utilizzo di fonti di gas naturale che inizialmente contengono livelli significativi di H 2 S e CO 2 , " dice Youssef Belmabkhout del team KAUST.
I MOF contengono ioni metallici o cluster metallici tenuti insieme da gruppi chimici organici a base di carbonio noti come linker. La riorganizzazione di diversi linker e blocchi di costruzione molecolari inorganici mette a punto le dimensioni e le proprietà chimiche del sistema di pori nei MOF e consente loro di svolgere molte funzioni utili.
Questo adsorbente MOF su misura rimuove i contaminanti di idrogeno solforato (giallo e grigio) e anidride carbonica (nero e rosso) dal flusso di gas naturale per un prodotto a metano puro (blu) (lato destro). Credito:© 2018 KAUST
"La sfida che abbiamo incontrato in questo lavoro è stata quella di sviluppare un MOF contenente fluoro con pori che consentano l'adsorbimento ugualmente selettivo di H 2 S e CO 2 dal flusso di gas naturale, "Spiega Belmabkhout.
La ricerca è stata eseguita da un gruppo del KAUST Advanced Membranes &Porous Materials Center, guidato dal professor Mohamed Eddaoudi. Questo centro ha una lunga storia nello sviluppo di adsorbenti MOF per molte applicazioni, compresa la catalisi, stoccaggio del gas, rilevamento e separazione del gas.
"I recenti progressi nella chimica MOF presso KAUST hanno permesso la progettazione e la costruzione di varie piattaforme MOF con il potenziale per affrontare molte sfide relative alla sicurezza energetica e alla sostenibilità ambientale, "dice Eddaoudi.
Gran parte della ricerca sull'aggiornamento del gas naturale è stata finanziata dalla compagnia nazionale saudita di petrolio e gas naturale Aramco. "L'interesse di Aramco corrobora certamente l'importanza di quest'opera per il Regno, " aggiunge Eddaoudi.
In corso anche un nuovo progetto con Aramco; esaminerà l'ampliamento della procedura in vista dello sfruttamento commerciale. Ulteriori ricerche sull'ottimizzazione delle caratteristiche chimiche del MOF sono anche in discussione con altri partner industriali.
"Si tratta di molto di più della chimica, " Belmabkhout sottolinea, "Si tratta di combinare la chimica, ingegneria chimica e di processo, fisica e calcolo insieme a partner industriali per promuovere l'uso economico di una risorsa naturale."
