Estrutura da Estrutura Metal-Orgânica MOF-508, composta por carbono (preto), nitrogênio (azul), oxigênio (vermelho) e zinco (verde). A flexibilidade e a natureza catenizada desta estrutura são parâmetros fundamentais para o armazenamento do acetileno. Crédito:© François-Xavier Coudert/CNRS
Como armazenar mais e melhor? Isso resume o desafio de transportar gases inflamáveis. Para garantir a segurança industrial, esses gases devem ser manuseados em condições de temperatura e pressão definidas que não permitem ciclos ideais de armazenamento e liberação. Os materiais porosos existentes podem facilitar a captura de certos gases, mas sua alta afinidade por essas moléculas complica sua liberação:uma grande quantidade de gás permanece presa no material hospedeiro.
Os cientistas acabaram de mostrar que novos materiais patenteados podem fornecer uma solução, demonstrando sua capacidade de capturar e liberar acetileno. Para um determinado volume, eles podem armazenar e liberar 90 vezes mais acetileno. Nessa etapa, ainda é possível recuperar 77% do gás armazenado em um cilindro – muito mais do que com materiais porosos existentes. E tudo isso em condições de temperatura e pressão adequadas para aplicações industriais.
Esses materiais pertencem à família de estruturas metal-orgânicas (MOFs) que formam estruturas cristalinas nanoporosas. Os MOFs estudados neste trabalho têm a particularidade de serem flexíveis e, portanto, oferecerem dois estados:"aberto" e "fechado", facilitando o armazenamento e a liberação do gás respectivamente. Além disso, eles podem ser modificados para controlar muito bem a pressão de liberação de armazenamento e, portanto, são adequados para várias restrições industriais.
Com base nesses resultados, a equipe de pesquisa planeja testar novas modificações para fornecer novas propriedades a esses MOFs flexíveis, por exemplo, para facilitar a captura de CO
2 , metano ou hidrogênio. Reduzir o custo desses novos materiais continua sendo um dos principais objetivos para o desenvolvimento de aplicações industriais.
Esta pesquisa foi realizada como parte do Projeto de Pesquisa Internacional SMOLAB, que concentra e reforça as forças complementares francesas e japonesas no campo de MOFs flexíveis e suas aplicações. O SMOLAB foi criado em 2018 pela Universidade de Kyoto e pelo CNRS, em parceria com avec Air Liquide, Claude Bernard University Lyon 1, Chimie ParisTech/PSL University.
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