De plus, le traitement de la partie eau des gaz de cheminée complique grandement l'élimination du dioxyde de carbone, a-t-il déclaré. De nombreux MOF ayant démontré un potentiel de captage du carbone ont perdu leur efficacité dans des conditions humides. Les gaz de combustion peuvent être séchés, a déclaré Stylianou, mais cela ajoute des dépenses importantes au processus d'élimination du dioxyde de carbone, suffisamment pour le rendre non viable pour les applications industrielles.
"Nous avons donc cherché à proposer un MOF pour répondre aux diverses limites des matériaux actuellement utilisés dans le captage du carbone :coût élevé, faible sélectivité pour le dioxyde de carbone, faible stabilité dans des conditions humides et faible teneur en CO2. capacités d'absorption", a-t-il déclaré.
Les MOF sont des matériaux cristallins et poreux constitués d'ions métalliques chargés positivement entourés de molécules organiques de « liaison » appelées ligands. Les ions métalliques forment des nœuds qui lient les bras des lieurs pour former une structure répétitive qui ressemble à une cage ; la structure a des pores de taille nanométrique qui adsorbent les gaz, semblables à une éponge.
Les MOF peuvent être conçus avec une variété de composants, qui déterminent les propriétés du MOF, et il existe des millions de MOF possibles, a déclaré Stylianou. Près de 100 000 d’entre eux ont été synthétisés par des chercheurs en chimie, et les propriétés d’un demi-million supplémentaire ont été prédites.
"Dans cette étude, nous introduisons un MOF composé d'aluminium et d'un ligand facilement disponible, l'acide benzène-1,2,4,5-tétracarboxylique", a déclaré Stylianou. "La synthèse du MOF se produit dans l'eau et ne prend que quelques heures. Et le MOF a des pores d'une taille comparable à celle du CO2 molécules, ce qui signifie qu'il y a un espace confiné pour incarcérer le dioxyde de carbone. "
Le MOF fonctionne bien dans des conditions humides et préfère également le dioxyde de carbone à l'azote, ce qui est important car les oxydes d'azote sont un ingrédient des gaz de combustion. Sans cette sélectivité, le MOF se lierait potentiellement aux mauvaises molécules.
"Ce MOF est un candidat exceptionnel pour les applications de captage du carbone après combustion humide", a déclaré Stylianou. "Il est rentable avec des performances de séparation exceptionnelles et peut être régénéré et réutilisé au moins trois fois avec des capacités d'absorption comparables."
Des scientifiques de l'Université de Columbia, du Pacific Northwest National Laboratory et de Chemspeed Technologies AG de Suisse ont également participé à cette recherche, tout comme les chimistes de l'État de l'Oregon Ryan Loughran, Tara Hurley et Andrzej Gładysiak.
Plus d'informations : Ryan P. Loughran et al, Capture du CO2 à partir des gaz de combustion humides à l'aide d'un cadre organométallique stable à l'eau et rentable, Cell Reports Physical Science (2023). DOI :10.1016/j.xcrp.2023.101470
Informations sur le journal : Rapports cellulaires sur la science physique
Fourni par l'Université d'État de l'Oregon
