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

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 ...

Angewandte Chemie: Ученые объяснили, почему металлы превращаются в стекло
Angewandte Chemie: Ученые объяснили, почему металлы превращаются в стекло

Если проникнуть глубоко-глубоко под повер...

Создан катализатор для преобразования нитратного загрязнения в аммиак
Создан катализатор для преобразования нитратного загрязнения в аммиак

Загрязнения, извергаемые бурно развивающейся м...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Транзисторы на основе бальзового дерева усилят позиции зеленой электроники
Транзисторы на основе бальзового дерева усилят позиции зеленой электроники
Наноразмерное покрытие ускоряет работу катализаторов на основе наночастиц золота
Наноразмерное покрытие ускоряет работу катализаторов на основе наночастиц золота
Scientific Reports: ИИ показал больший творческий потенциал, чем человек
Scientific Reports: ИИ показал больший творческий потенциал, чем человек
Ecology: Японские медведи в поисках пищи разоряют лесопосадки
Ecology: Японские медведи в поисках пищи разоряют лесопосадки
NSMBio: Исследование проливает свет на истоки неврологических заболеваний
NSMBio: Исследование проливает свет на истоки неврологических заболеваний
British Journal of Anaesthesia: Ученые выявили ошибку в работе пульсоксиметров
British Journal of Anaesthesia: Ученые выявили ошибку в работе пульсоксиметров
FEARC: Археологи используют фундук для реконструкции древних лесных массивов
FEARC: Археологи используют фундук для реконструкции древних лесных массивов
PRL: Ученые продвинулись в управляемом ускорении электронов в микромасштабе
PRL: Ученые продвинулись в управляемом ускорении электронов в микромасштабе
Лесовосстановления недостаточно для возмещения углерода от заготовки древесины
Лесовосстановления недостаточно для возмещения углерода от заготовки древесины
Blood: Создана новая стратегия поиска и уничтожения стволовых клеток лейкемии
Blood: Создана новая стратегия поиска и уничтожения стволовых клеток лейкемии
PNAS Nexus: Хоть горшком назовите, только учитывайте культурные различия
PNAS Nexus: Хоть горшком назовите, только учитывайте культурные различия
Nature Comm: Ошибка Пифагора вынуждает пересмотреть принципы создания музыки
Nature Comm: Ошибка Пифагора вынуждает пересмотреть принципы создания музыки
Открыт антивозрастной эффект витамина D и рецептора в средней кишке дрозофилы
Открыт антивозрастной эффект витамина D и рецептора в средней кишке дрозофилы
Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий
Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий
Journal of the American Heart Association: Сидячий образ жизни приближает смерть
Journal of the American Heart Association: Сидячий образ жизни приближает смерть

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