I ricercatori dell'Advanced Materials Laboratory dell'Università di Alicante hanno creato una soluzione ottimale, sistema di stoccaggio del metano a basso costo. Il gruppo, guidato dal professore di chimica inorganica Joaquín Silvestre, ha utilizzato un materiale MOF (struttura metallo-organica altamente porosa). Nei pori di questo materiale, è possibile creare le condizioni necessarie per replicare le strutture a gas sotto il mare, dove milioni di tonnellate di gas naturale sono immagazzinate all'interno di strutture simili al ghiaccio.

Questo sistema offre un'alternativa per il trasporto di gas naturale e veicoli alimentati a gas naturale, come auto private, autobus e navi. Si basa su cristalli di ghiaccio millimetrici che immagazzinano gas, cioè catturarlo e mantenerlo stabile.

Il principale vantaggio di questi nanomateriali, Silvestro spiega, è che con loro "la temperatura può essere ridotta a 2°C, e pressione a circa 60 bar." Per liquefare il gas naturale e trasportarlo via nave in diversi paesi dalla sua fonte, deve essere a -162°C e ad alte pressioni. Autobus a gas compresso, al contrario, richiedono una pressione di 250 bar. Con il sistema sviluppato in questo studio, questi due ostacoli possono essere superati, poiché le condizioni di pressione e temperatura sono più favorevoli.

Questa constatazione, pubblicato in Giornale della Società Chimica Americana , risultati del lavoro collaborativo tra ricercatori della King Abdullah University (KAUST) dell'Arabia Saudita, Università Politecnica Mohammed VI del Marocco, l'Oak Ridge National Laboratory degli Stati Uniti e l'acceleratore di radiazione di sincrotrone ALBA a Barcellona.

Sfondo

I materiali MOF sono stati sviluppati per la prima volta a metà degli anni '90. Finora, risultati molto promettenti sono stati ottenuti in aree diverse come la CO ₂ catturare, stoccaggio del metano, trattamento delle acque, sensori o biomedicina, tra gli altri.

Più recentemente, studi condotti da ricercatori dell'Arabia Saudita hanno permesso di sintetizzare nuovi materiali MOF con capacità di assorbimento dell'acqua estremamente elevata (fino a 200 volte il loro peso). "Questi materiali idroliticamente stabili sono stati proposti come sistemi in grado di catturare l'acqua dall'ambiente nelle zone aride, per esempio durante le notti umide nelle zone costiere del Mediterraneo, che viene poi trasformata in acqua liquida pulita che può essere bevuta durante il giorno, "Joaquín Silvestre mette in evidenza.

In questo senso, sottolinea il ricercatore UA, "quando ho scoperto che i miei colleghi dell'Arabia Saudita e del Marocco avevano progettato strutture perfette in grado di immagazzinare quella quantità di acqua nei loro pori, Ho chiesto loro dei campioni. Mi hanno inviato due tipi di materiali con, rispettivamente, cavità molto piccole e leggermente più grandi. Abbiamo verificato che con il materiale avente le cavità più piccole il metano non può formare il cristallo, ma con quello con cavità più grandi può."

Basato su questo, lo studio condotto da UA è stato in grado di utilizzare la grande quantità di acqua adsorbita nelle cavità di questi materiali MOF per creare sistemi di stoccaggio del metano ottimali. Secondo l'esperto dell'UA, "imitando la natura, questi materiali MOF sono stati utilizzati come nanoreattori per incoraggiare la crescita di cristalli isolati di idrato di metano, in modo tale che ogni poro della struttura madre contenga un singolo cristallo di gas idrato."

Sotto questo approccio, la capacità di stoccaggio del metano di questi materiali potrebbe essere aumentata di oltre il 50% rispetto allo stesso sistema a secco. Più importante, la fascia di pressione carico/scarico è molto piccola, il che significa che il gas può essere immesso in un contenitore a una pressione inferiore e rilasciato abbassando tale pressione.

Con questa riduzione, oltre alla sua stabilità ad una temperatura di 2°C facilmente raggiungibile, i costi sono inferiori. Oltretutto, il professore UA aggiunge che "oggi, i veicoli alimentati a gas naturale richiedono un compressore molto potente e costoso, che solo alcune stazioni di servizio possono permettersi. Però, riducendo la pressione a 60 bar, un compressore domestico sarebbe sufficiente per lo stoccaggio. Abbiamo già il gas naturale in casa, quindi l'auto potrebbe essere caricata in garage, " lui dice.