Международная группа химиков создала металл-органический каркас, способный удерживать рекордные объемы водорода и метана при низком давлении и температуре окружающей среды. Разработку можно применять для безопасного хранения «зеленых» источников энергии, сообщает ТАСС со ссылкой на публикацию в журнале Nature Synthesis.
Пористые материалы рассматривают как более безопасную и дешевую замену системам, в которых газы сжижают либо помещают в баллоны под высоким давлением. Авторы работы создали высокопористую структурированную систему, поглощающую рекордное количество метана при комнатной температуре.
Исследование провели китайские и европейские специалисты под руководством профессора Кембриджского университета Давида Фейрена-Хименеса. Они работали с металл-органическими каркасами — наноструктурами из органических молекул и ионов металлов, строение которых напоминает пчелиные соты.
Различные виды таких каркасов уже служат основой фильтров и газовых детекторов, а также используются для упаковки опасных веществ. Применять их для хранения водорода и метана мешали малые размеры молекул этих газов: при комнатной температуре они плохо задерживаются в порах. Поэтому существующие поглотители приходится охлаждать или использовать при высоком давлении.
Ученые разработали архитектуру каркаса на основе ионов меди и железа, а также гантелеобразных молекул ароматических углеводородов из класса дифенилацетиленов. Такая форма позволяет менять размер пор, сохраняя упорядоченную структуру материала, необходимую для закачки и последующего извлечения газов.
При охлаждении жидким азотом новый материал поглотил водород и метан в объеме около 17,4% от собственной массы. Этот показатель примерно на 20% превысил результат прежнего рекордсмена NU-1501. Разработку уже можно использовать для хранения метана при комнатной температуре; исследователи рассчитывают в будущем добиться аналогичных показателей для водорода.