В Институте катализа СО РАН активно работают над созданием новых материалов для поглощения углекислого газа, используя силикагель и ионные жидкости на основе глицината. Эти разработки позволили достичь высокой скорости поглощения и полной конверсии CO2. Об этом «Жуковский.Life» рассказали в пресс-службе РАН.
Ионные жидкости, представляющие собой органические соли с низкой температурой плавления, находят применение во многих областях, включая биологию и ракетостроение, благодаря своим уникальным свойствам. В институте их используют для создания эффективных систем сорбции углекислого газа.
Электронная микроскопия показала, что ключевую роль в процессе сорбции играют ионные жидкости с аминокислотными анионами. Основная проблема — высокая вязкость, ограничивающая скорость поглощения в массиве. Однако, нанесение их на силикагели с пористой структурой решает эту проблему, делая процесс значительно быстрее.
Глицинат-ионы выступают активными центрами сорбции. Они взаимодействуют с CO2, образуя карбаминовые кислоты и карбаматы, которые безопасны и встречаются в природе. Исследователи изучают микровязкость этих систем с помощью передового метода дейтериевого ядерного магнитного резонанса, что позволяет выявить динамику молекул в порах носителя. Это снижает энергетический барьер их вращения и ускоряет поглощение углекислого газа до 100% конверсии.
Сравнивая системы с и без пористых носителей, становится очевидно, что скорость поглощения CO2 может увеличиваться тысячекратно. Еще одной важной особенностью разработанных материалов является их энергоэффективность: затраты на регенерацию снижаются в полтора раза по сравнению с используемыми в промышленности аналогами.
Учёные планируют продолжить исследование свойств этих материалов, стремясь повысить их ёмкость и эффективность в поглощении углекислого газа.
Впервые достигнут аномальный эффект памяти формы в сплаве. Сравнение с другими сплавами показало, что добавление углерода повышает прочность и циклическую стабильность.