Химики создали губку для углекислого газа

Учёные из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) продемонстрировали миру несколько соединений, которые способны селективно поглощать и хранить диоксид углерода даже в самых нестандартных условиях. Возможно, в скором времени электростанции перестанут использовать для этих целей токсичные материалы.

"Техническими средствами селективно отбирать из выбросов CO2 уже научились, мы же предлагаем вещества, которые способны сами отделять углекислый газ от азота или CO, например, а затем сохранять внутри себя долгие годы", — говорит в пресс-релизе UCLA профессор Умар Яхи (Omar Yaghi).

Яхи и его подопечные синтезировали новый класс материалов, которые назвали цеолитовые имидазоловые сита (zeolitic imidazolate frameworks — ZIF). Эти пористые вещества обладают большой площадью поверхности (почти 2 тысячи квадратных метров на грамм) и являются химически устойчивыми (по крайней мере, по отношению к воде, бензолу и метиловому спирту) даже при достаточно высоких температурах как минимум в течение недели.


Сотрудники лаборатории Умара синтезировали 25 таких соединений с тетраэдрической симметрией и разными кристаллическими структурами (16 из которых ранее не были известны учёным).

Затем химики продемонстрировали, что три образца (условно названные ZIF-68, ZIF-69 и ZIF-70) способны селективно поглощать CO2.

Коллеги Яхи так продуктивно работали над созданием всё новых и новых вариаций ZIF, что ему даже пришлось попросить их приостановить синтез, чтобы сделать доклад о полученных результатах.

Причиной выборочного поглощения именно диоксида углерода стали, по-видимому, размеры пор полученных соединений. Более крупные молекулы или молекулы другой формы просто не проходят в эти "двери". Соответственно, регулируя размеры и форму такого прохода, можно выбирать, что пройдёт через него, а что нет.


На данный момент процесс отделения углекислого газа от прочих выбрасываемых электростанциями газов производится с помощью токсичных материалов и требует больших затрат энергии (около 20-30 процентов энергии, вырабатываемой этой самой электростанцией).

Цеолитовые сита могут поглощать в пять раз больше CO2 (на один литр ZIF "садится" 83 литра диоксида углерода – вот уж действительно "губка") и при этом не требуют каких-либо крупных дополнительных энергозатрат.

Статья авторов опубликована в журнале Science, дополнительные материалы к статье вы найдёте здесь (PDF-документ, 2,94 мегабайта).