Патент на адсорбент для аккумулирования водорода и способ его синтеза получен сотрудниками лаборатории сорбционных процессов Института физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина (ИФХЭ) РАН, сообщает 8 июня научно-популярный портал Naked Science со ссылкой на пресс-службу ИФХЭ РАН.

Адсорбент, разработанный в лаборатории сорбционных процессов, представляет собой металлорганическую прецизионную пористую каркасную структуру с узким распределением пор по размерам (МОКС) на основе бензолтрикарбоксилата иттрия (III) Y-BTC.

Его повышенные адсорбционные свойства, в том числе по водороду, позволяют применять его для адсорбционного аккумулирования и селективного разделения веществ, например, для хранения и транспортировки водорода или выделения и очистки инертных газов.

Стоимость производства МОКС методом, который запатентовали в ИФХЭ РАН, ниже, чем методами, применяемыми в настоящее время, так как при синтезе новым методом используется меньшее количество веществ.

МОКС на основе редкоземельных элементов имеют хорошую химическую и гидротермальную стабильность и большую удельную поверхность — до 850 кв. м на грамм. Причем их микропористая структура сохраняется до температуры 450–500 °C.

Один из авторов разработки, аспирант лаборатории сорбционных процессов ИФХЭ РАН Александр Гринченко пояснил:

«Металл-органические каркасные структуры представляют собой трехмерные пористые каркасы, образованные с помощью координационной связи между ионами металлов и органическими лигандами. Так как лиганды соединяются одновременно с несколькими ионами металла, образуется бесконечная структура с полостями, в которых адсорбируются молекулы газа».

Поскольку редкоземельные элементы обладают высоким координационным числом, это позволяет синтезировать на их основе структуры с уникальными свойствами. При этом характеристики МОКС в большой степени зависят от условий синтеза.

Таким образом, меняя, например, температуру или параметры растворителя, для одной и той же пары металл-лиганд можно получать структуры с различными характеристиками, то есть изготавливать адсорбент с заданным размером пор.

«МОКС — это дорогая технология, что задерживает их распространение, за исключением тех областей, где необходимы их уникальные свойства, как, например, регулярная пористая структура. Поэтому у МОКС узкое распределение пор по размерам, что позволяет использовать их для селективного разделения газов», — отметил Александр Гринченко.