Ученые из Университета Южной Флориды (USF) совместно с коллегами Научно-технологического университета имени короля Абдаллы, высшего учебного заведения в Саудовской Аравии (KAUST), осуществили серьезный прорыв в технологиях, связанных с поглощением и отделением двуокиси углерода. Их метод основан на использовании металл-органических кристаллических материалов, и является более дешевым и эффективным, по сравнению с другими методами очистки воздуха, к тому же, он является возобновляемым способом очистки.
Открытие, сделанное химиками, может оказаться настоящим ответом на призыв ученых всего мира к контролю выбросов углекислого газа в атмосферу. В последнем номере журнала «Nature» помещена статья международной группы проекта USF-KAUST, в которой отмечается, что материал, известный как SIFSIX-1-Cu, обладает необычайно высокой способностью захватывать молекулы углекислого газа.
Профессор химии Майк Заворотко (Mike Zaworotko, USF) отметил, что это не просто улучшение свойств известного материала, а принципиально новое решение проблемы. Полученный кристаллический материал, не только более эффективен по захвату двуокиси углерода, но и способен очищать воздух даже в присутствии паров воды, что другие стандартные методики не позволяли делать.
Внедрение открытия позволит выполнить основное требование современного производства – поглощение углекислого газа до его попадания в атмосферу. В настоящее время затраты энергии на очистку выбросов промышленных предприятий составляют около 15 процентов от производимой энергии. Согласно прогнозам, спрос на такой товар, как технологии очистки воздуха, утроится к 2050 году. Необходимо учитывать, что двуокись углерода входит также в качестве примеси в биогаз, а также в обычный добываемый из-под земли газ, что также вносит свой вклад в изменение климата.
Исследованный материал представляет собой кристалл, атомы которого образуют трехмерную решетку с отверстиями, выступающими в качестве ловушек для молекул углекислого газа, но не задерживающими других молекул, входящих в состав воздуха.
Для проектирования своих уникальных экспериментов ученые используют моделирование химических процессов на суперкомпьютерах сети XSEDE (The eXtreme Science and Engineering Discovery Environment) Национального Научного Фонда. Чтобы предсказать поведение даже небольшого количество молекул требуется огромное количество оперативной памяти компьютера, более одного терабайта, что в тысячу раз больше, чем содержит ОЗУ последних, самый «продвинутых» iPAD. С помощью расчетов ученые пытаются не только объяснить механизм работы метода, но и дать предложения, как улучшить материал.
Источник: itword.org
