Struttura del Metal-Organic Framework MOF-508, composta da carbonio (nero), azoto (blu), ossigeno (rosso) e zinco (verde). La flessibilità e la natura concatenata di questa struttura sono parametri chiave per lo stoccaggio dell'acetilene. Credito:© François-Xavier Coudert/CNRS
Come faccio a conservare di più e meglio? Questo riassume la sfida del trasporto di gas infiammabili. Per garantire la sicurezza industriale, questi gas devono essere manipolati a condizioni di temperatura e pressione definite che non consentano cicli di stoccaggio e rilascio ottimali. I materiali porosi esistenti possono facilitare la cattura di alcuni gas, ma la loro elevata affinità per queste molecole ne complica il rilascio:una grande quantità di gas rimane quindi intrappolata nel materiale ospite.
Gli scienziati hanno appena dimostrato che i nuovi materiali brevettati potrebbero fornire una soluzione, dimostrando la loro capacità di catturare e rilasciare acetilene. Per un dato volume, possono immagazzinare e rilasciare 90 volte più acetilene. In questa fase, è persino possibile recuperare il 77% del gas immagazzinato in una bombola, molto di più rispetto ai materiali porosi esistenti. E tutto questo a condizioni di temperatura e pressione adatte per applicazioni industriali.
Questi materiali appartengono alla famiglia delle strutture metallo-organiche (MOF) che formano strutture cristalline nanoporose. I MOF studiati durante questo lavoro hanno la particolarità di essere flessibili, e quindi offrono due stati:"aperto" e "chiuso", facilitando rispettivamente lo stoccaggio e il rilascio del gas. Inoltre, possono essere modificati per controllare molto finemente la pressione di rilascio-accumulo, e quindi sono adatti a vari vincoli industriali.
Sulla base di questi risultati, il team di ricerca prevede di testare nuove modifiche per conferire a questi MOF flessibili proprietà innovative, ad esempio per facilitare la cattura di CO2 , metano o idrogeno. Ridurre il costo di questi nuovi materiali rimane un obiettivo importante per lo sviluppo di applicazioni industriali.
Questa ricerca è stata condotta nell'ambito del progetto di ricerca internazionale SMOLAB, che concentra e rafforza i punti di forza francesi e giapponesi complementari nel campo dei MOF flessibili e delle loro applicazioni. SMOLAB è stato creato nel 2018 dall'Università di Kyoto e dal CNRS, in collaborazione con avec Air Liquide, Claude Bernard University Lyon 1, Chimie ParisTech / PSL University. + Esplora ulteriormente
