Международный коллектив химиков разработал новый тип пористых материалов из класса металл-органических каркасов, способный удерживать рекордные объемы водорода и метана при низких давлениях и температурах.
Открытие совершила группа китайских и европейских химиков под руководством профессора Кембриджского университета Давида Фейрена-Хименеса. Металл-органические каркасы представляют собой очень пористые наноструктуры из молекул органики и ионов металлов, похожие на пчелиные соты. Они уже используются для фильтров, детекторов газов и упаковки опасных веществ, но для хранения водорода и метана их применение затруднено: молекулы этих газов плохо застревают в порах при комнатной температуре, поэтому поглотители нужно охлаждать или удерживать под высоким давлением.
Для решения проблемы ученые разработали особую архитектуру каркасов на базе ионов меди, железа и молекул дифенилацетиленов — ароматических углеводородов гантелеобразной формы. Их необычный облик позволяет гибко управлять размерами пор и сохраняет высокую структурированность материалов. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Synthesis.
Эксперименты показали, что при охлаждении жидким азотом новые материалы поглощают очень большие объемы водорода и метана — порядка 17,4% от их массы, что примерно на 20% лучше предыдущего рекордсмена NU-1501. Уже сейчас их можно использовать для хранения метана при комнатной температуре, а в будущем исследователи надеются повторить рекорды и для водорода, что ускорит развитие водородной энергетики.
