Vai al contenuto

Ecomotori.net utilizza i cookie per migliorare l'esperienza di navigazione degli utenti. Continuando a navigare si autorizza l'utilizzo. Per avere più informazioni sui cookie clicca qui    Chiudi

dicembre 2016

L M M G V S D
1 2 3 4
5 6 7 8 9 10 11
12 13 14 15 16 17 18
19 20 21 22 23 24 25
26 27 28 29 30 31


- - - - -

I COFs tra i migliori assorbenti per lo stoccaggio di idrogeno, il gas naturale e di CO2


cofsI COFs ( Reticoli Organici  Covalenti) reti cristallino - organiche termicamente stabili e altamente  funzionali - sono tra gl’assorbenti più porosi e i migliori per l'idrogeno,  il metano e il biossido di carbonio, secondo un nuovo studio dei professori  Omar Yaghi e Hiroyasu Furukawa  

che hanno pubblicato presso il Centro  Reticolare di Chimica presso la UCLA. Un documento sui loro risultati  è stato pubblicato on-line il 4 giugno nel Giornale della Società  Chimica Americana.Yaghi e i suoi colleghi  sono stati i primi ad inventare le nuove classi di materiali cristallino  - porosi: i Reticoli Organici Metallici (MOFs), ed ora i COFs, come  riportato dalla rivista Science nel 2007.

A differenza  dei MOFs, le strutture dei COF sono interamente composte da elementi  leggeri (Idrogeno, Boro, Carbonio ed Ossigeno), che sono legate da forti  legami covalenti (Boro-Ossigeno, Carbonio-Carbonio, e Boro-Carbonio)  a fare una classe dei materiali altamente porosa. In effetti, un membro  di questa classe ha la più bassa densità mai riferita di un solido  cristallino (0,17 g cm -3 per COF-108).  Questo ci ha portato a studiare la possibilità di ricorrere ai COFs  nella conservazione di alcuni gas rilevanti per l'energia pulita.  Qui abbiamo riportato la prima relazione degli studi di assorbimento  di idrogeno, metano e biossido di carbonio nei COFs e dimostrare che  i COFs si collocano tra i materiali più performanti in termini di capacità  di stoccaggio dei gas. -Furukawa  e Yaghi (2009)

Furukawa e Yaghi hanno  classificato sette diversi COFs in tre gruppi in base alla loro dimensione  strutturale e corrispondenti dimensioni dei pori:

  • Gruppo    1: strutture 2D con piccoli pori 1D (9 Angstrom per ciascuna delle COF-1    e COF-6)
  • Gruppo    2: strutture 2D con grandi pori 1D (27, 16 e 32 Angstrom per COF-5,    COF-8, e COF-10, rispettivamente)
  • Gruppo    3: strutture 3D con pori medi 3D (12 Angstrom per ciascuna delle COF    COF-102 e-103)

    (ricordiamo che  gli Angstrom non sono riconosciuti dal SI e corrispondono a 0,1 nanometri,  milionesimi di millimetro, NDR)

Di seguito le misurazioni  isotermiche effettuate per H2, metano e biossido di carbonio  da 1 a 85 bar (da 0,1 a 8,5 Mpa) e 77-298 K (-196 ° C a 25° C), i  ricercatori hanno così scoperto che i risultati del Gruppo 3 dei COFs  sorpassano i risultati del gruppo 1 e 2 dei COFs e il miglior metallo-organico  scoperto, e di altri materiali reticolari porosi nelle loro capacità  di assorbimento.A 35 bar, COF-102 ha  dimostrato un eccesso di assorbimento di gas di 72 mg g -1  a 77 K per l'idrogeno; 187 mg g -1 a 298 K per il metano,  e 1.180 mg g -1 a 298 K per il biossido di carbonio).

Idrogeno

Per  l'idrogeno, il Gruppo 3 COFs dimostra una delle migliori prestazioni  nella classe di materiali di assorbimento fisico, avvicinando l’obiettivo  del sistema DOE per il 2010 a 77 K (6,0% in peso e 45 g di H 2  L -1). Ancora più importante, le note dei ricercatori, comparando  l’H2 assorbito dal gruppo 3 di COFs con quello assorbito  dai MOFs, indica che la capacità di assorbimento di H2 è  indipendente dalla composizione della spina dorsale della struttura  e che la progettazione di doping metallico dei reticoli ad alta affinità  è un promettente percorso per migliorare le prestazioni di stoccaggio  a temperatura ambiente.

Metano

L'attuale  obiettivo di stoccaggio fissato dal DOE è di 180 cm 3 (STP)  cm -3 a 35 bar, che è paragonabile alla densità di energia  del gas naturale compresso a 250 bar.

Sorprendentemente,  per il [COF-102] l’assorbimento a 35 bar di CH4  è di circa 4 volte superiore al CH4 alla rinfusa  con densità e pressione alla stessa temperatura. I valori in cm 3 per unità centimetri -3 per il COF-102 sono ben entro l’obiettivo  stabilito dalla DOE di 180 cm 3 per centimetri -3 a 35 bar. Va osservato che il contributo  del fattore di stoccaggio dei COF in esame è importante per determinare  il carico in un pratico contenitore.      Infatti, l'effettivo carico volumetrico è il 20-30% più piccolo rispetto  ai dati attuali, se la densità del metano è 0,7.La densità di stoccaggio  è influenzata dalle forme e dalle dimensioni dei materiali e di solito  è sotto l'unità, anche se questi numeri per i COFs qui non sono disponibili. - Furukawa  e Yaghi (2009)

(Il gruppo di Yaghi  ha una lunga tradizione di collaborazione con BASF per espandere l'uso  del metano come carburante automobilistico; l'impresa contribuisce al  finanziamento della ricerca e ha concesso in licenza la tecnologia MOF  e sta facendo passi avanti sulla sua commercializzazione).

CO2

Furukawa e Yaghi hanno trovato che il rapporto tra il diametro dei pori  e la pressione di saturazione dei COFs per la memorizzazione di CO2  è simile a quella del MOFs, indicando che l'assorbimento di questo  gas nei COFs è sostanzialmente la stessa che nei MOFs. L'elevata capacità  di stoccaggio di CO2 dei COFs potrebbe essere applicabile  a breve termine per l'immagazzinamento e il trasporto di CO2,  anche se è inferiore a quella di taluni altri materiali.

Fonte: http://www.greencarcongress.com - Traduzione a cura di Graziano Fornasari




0 Comments