picture

Vedci vyvinuli nové materiály na zachytávanie metánu

17.4.2013 22:19:39 | Ján Klučár
sciencedaily.com | Počet zobrazení: 3767x

Vedci z Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) a UC Berkeley vyvinuli nové materiály na zachytenie druhého najviac vypúšťaného skleníkového plynu. Metán je významným činiteľom v klimatických zmenách, podieľa sa 30 percentami na terajšom globálnom otepľovaní. Obavy z účinkov tohto plynu sa v poslednom období ešte zvýšili kvôli únikom metánu pri rýchlo sa rozvíjajúcom ťažení nekonvenčnej ropy a plynu a kvôli jeho potenciálnemu uvoľňovaniu z topiaceho sa arktického ľadu, v ktorom je uskladnené obrovské množstvo metánu. Na druhej strane je metán stále viac využívaný aj ako zdroj energie.

 

Tím vedcov vykonal systematickú počítačovú simuláciu účinnosti v zachytávaní metánu pomocou dvoch rozdielnych materiálov, tekutých rozpúšťadiel a nanoporéznych zeolitov (poréznych materiálov bežne používaných ako komerčné adsorbenty).

Na rozdiel od oxidu uhličitého, najviac rozšíreného skleníkového plynu, ktorý sa dá zachytiť aj fyzicky aj chemicky rôznymi rozpúšťadlami a pevnými poréznymi látkami, metán reaguje s väčšinou materiálov veľmi slabo. Amitesh Maiti z LLNL povedal, že zachytávanie metánu je výzvou, ktorá sa dá zvládnuť len rozsiahlym testovaním materiálov vyvinutých na molekulárnej báze.

Metán má výrazne vyššie skleníkové vlastnosti než oxid uhličitý. Vedci zistili, že uvoľnenie jediného percenta metánu nazhromaždeného v arktickom ľade by malo na otepľovanie rovnaký účinok ako všetok oxid uhličitý vypustený do atmosféry od začiatku priemyselnej revolúcie.

Pomocou rozsiahleho výskumu tím zistil, že žiadne z bežných rozpúšťadiel (vrátane iónových tekutín) nedokázalo s metánom reagovať v miere dostatočnej na praktické využitie. Avšak systematické meranie vlastností približne 100 000 zeolitických štruktúr odhalilo niekoľko sľubných nanoporéznych kandidátov, ktoré metán zachytávali v dostatočnej miere.

Zeolity sú jedinečné štruktúry, ktoré sa dajú použiť pre oddeľovanie a uskladnenie rozličných plynov vďaka ich rôznorodej topológii pozostávajúcej z viacerých sietí mriežkových atómov. V simuláciách jeden špecifický zeolit, nazvaný SBN, zachytával dosť bežného metánu na to, aby ho premenil na vysoko koncentrovaný metán. Ten sa dá následne použiť na efektívnu výrobu elektrickej energie.

Maiti dodal, že vo svojom výskume použili profilovanie voľnej energie a geometrickú analýzu zeolitických kandidátov, aby pochopili ako rozloženie a spojenie poréznych štruktúr dokáže vytvoriť materiál so zvýšenou sorbciou metánu, ale nezachytávať pritom oxid uhličitý. Ďalšie dva zeolity, nazvané ZON a FER boli schopné zachytiť prúdy riedkeho metánu do stredne vysokých koncentrácií, ktoré dokázali spracovať metán zo vzduchu pochádzajúceho z uhoľných baní.

Prevzaté z originálu "Scientists Discover New Materials to Capture Methane" na sciencedaily.com