Открыто соединение, которое позволяет легко и безопасно хранить аммиак

Исследователи из японского центра RIKEN Center for Emergent Matter Science открыли соединение, использующее химическую реакцию для хранения аммиака, что может предложить более безопасный и простой способ хранения этого важного химического вещества.

Это открытие, опубликованное 10 июля в Journal of the American Chemical Society, позволяет не только безопасно и удобно хранить аммиак, но и перевозить важный водород. Это открытие должно помочь проложить путь к декарбонизированному обществу с практической водородной экономикой.

Для того чтобы общество смогло перейти от углеродной к водородной энергетике, необходим безопасный способ хранения и транспортировки водорода, который сам по себе является очень горючим веществом. Один из способов — хранить его в составе других молекул и извлекать по мере необходимости. Аммиак, химически обозначаемый как NH3, является хорошим носителем водорода, поскольку в каждой молекуле содержится три атома водорода, причем почти 20% аммиака составляет водород по весу.

Однако проблема заключается в том, что аммиак является весьма агрессивным газом, что затрудняет его хранение и использование. В настоящее время аммиак обычно хранится в сжиженном виде при температуре значительно ниже нуля в контейнерах, устойчивых к давлению. Пористые соединения также могут хранить аммиак при комнатной температуре и давлении, однако их емкость невелика, и аммиак не всегда можно легко извлечь. В новом исследовании сообщается об открытии перовскита — материала с характерной повторяющейся кристаллической структурой, который может легко хранить аммиак, а также легко и полностью извлекать его при относительно низких температурах.

Исследовательская группа под руководством Масуки Кавамото из RIKEN CEMS сосредоточила свое внимание на перовските — йодиде этиламмония свинца (EAPbI3), химическое название которого CH3CH2NH3PbI3. Было обнаружено, что его одномерная столбчатая структура вступает в химическую реакцию с аммиаком при комнатной температуре и давлении и динамически превращается в двумерную слоистую структуру, называемую гидроксидом йодида свинца, или Pb (OH)I. В результате этого процесса аммиак накапливается в слоистой структуре за счет химического превращения. Таким образом, EAPbI3 позволяет надежно хранить агрессивный газ аммиак в виде азота, причем этот процесс гораздо дешевле, чем сжижение при температуре -33°C (-27,4°F) в контейнерах под давлением. Что еще более важно, процесс извлечения хранящегося аммиака столь же прост.

К нашему удивлению, аммиак, хранящийся в йодистом этиламмонии, можно было легко извлечь путем осторожного нагревания, — говорит Кавамото.

Накопленное азотистое соединение вступает в обратную реакцию при температуре 50°C (122°F) в вакууме и возвращается в аммиак. Эта температура гораздо ниже, чем 150°C (302°F) и более, которые необходимы для извлечения аммиака из пористых соединений, что делает EAPbI3 отличной средой для работы с агрессивными газами в рамках простого и экономически эффективного процесса. Кроме того, после возвращения к одномерной столбчатой структуре перовскит можно использовать повторно, что позволяет многократно накапливать и извлекать аммиак. Дополнительным бонусом стало то, что обычно желтое соединение после реакции стало белым. По словам Кавамото, «способность соединения изменять цвет при хранении аммиака означает, что можно разработать датчики аммиака на основе цвета для определения количества хранящегося аммиака.

Новый метод хранения аммиака имеет несколько вариантов использования. В краткосрочной перспективе исследователи разработали безопасный метод хранения аммиака, который уже имеет множество применений в обществе — от удобрений до фармацевтических препаратов и текстиля.

В долгосрочной перспективе, — говорит соавтор исследования Йошихиро Ито из RIKEN CEMS, — мы надеемся, что этот простой и эффективный метод может стать частью решения проблемы декарбонизации общества за счет использования аммиака в качестве безуглеродного носителя водорода.

10.07.2023


Подписаться в Telegram



Хайтек

В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом
В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом

С помощью большой языковой модели инженеры Мас...

Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах

Исследовательская группа, работающая в UN...

Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий
Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий

Когда речь заходит о сверхпроводящих куби...

Nature Communications: Совершен прорыв в создании квантовых материалов
Nature Communications: Совершен прорыв в создании квантовых материалов

Исследователи из Калифорнийского универси...

PNAS: Клеточный каркас разобрали на микроскопические пути
PNAS: Клеточный каркас разобрали на микроскопические пути

Исследователи из Принстона применили спле...

Детекторы космических лучей для TAIGA- Muon запустят в серию в ТПУ
Детекторы космических лучей для TAIGA- Muon запустят в серию в ТПУ

Ученые из Томского политехнического униве...

Physical Review Letters: Открыт материал с большим невзаимным поглощением света
Physical Review Letters: Открыт материал с большим невзаимным поглощением света

В основе глобальной интернет-связи лежит оптич...

Applied Surface Science: Открыт путь к мемристорам нового поколения
Applied Surface Science: Открыт путь к мемристорам нового поколения

Мемристорные устройства представляют собой кат...

Frontiers of Optoelectronics: Прогресс в области двумерных полупроводников
Frontiers of Optoelectronics: Прогресс в области двумерных полупроводников

Замещающее легирование чужеродными элементами ...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Evolution: Островные летучие мыши одного вида эволюционируют по-разному
Evolution: Островные летучие мыши одного вида эволюционируют по-разному
EGU: 41 000 лет назад атмосферу Земли пронзили космические лучи
EGU: 41 000 лет назад атмосферу Земли пронзили космические лучи
Созданы чернила для 3D-печати гибких устройств без механических соединений
Созданы чернила для 3D-печати гибких устройств без механических соединений
Исследователи изучают влияние сольватации и валентности ионов на металлополимеры
Исследователи изучают влияние сольватации и валентности ионов на металлополимеры
«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе
«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе
New Phytologist: Сети прожилок на листьях появились 201 млн лет назад
New Phytologist: Сети прожилок на листьях появились 201 млн лет назад
Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр
Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз
Инженеры создают более выгодную сеть для распределения солнечной энергии
Инженеры создают более выгодную сеть для распределения солнечной энергии
JSPR: Между кортизолом и социальной поддержкой в семейных парах нашли связь
JSPR: Между кортизолом и социальной поддержкой в семейных парах нашли связь
GBE: ДНК древних пингвинов Адели выявило повторы возрастом сотни миллионов лет
GBE: ДНК древних пингвинов Адели выявило повторы возрастом сотни миллионов лет
ACS Nano: Зубы нутрий и бобров помогут ученым вывести формулу совершенной эмали
ACS Nano: Зубы нутрий и бобров помогут ученым вывести формулу совершенной эмали
IC: Исследователи тестируют биологическую безвредность нейроморфной сети
IC: Исследователи тестируют биологическую безвредность нейроморфной сети
EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент
EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент
Шёнингенские копья доказали: 300 000 лет назад древесина была важнейшим сырьем
Шёнингенские копья доказали: 300 000 лет назад древесина была важнейшим сырьем

Новости компаний, релизы

НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
«Инструменты инновационного развития»
«Инструменты инновационного развития»
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса