Un método de mayor eficiencia energética mejora la forma en que se purifica un gas industrial al invertir el proceso tradicional. El concepto fue desarrollado y probado con éxito por científicos del Instituto de Ciencias Integradas del Material Celular (iCeMS) de la Universidad de Kyoto en Japón y sus colegas. Los hallazgos fueron publicados en la revista. Edición internacional Angewandte Chemie .

El acetileno es un gas que se utiliza en muchas industrias, incluso como combustible en la soldadura y un componente químico para materiales como los plásticos, pinturas vidrio y resinas. Para producir acetileno, primero debe purificarse a partir de dióxido de carbono. Tradicionalmente, esto se hace pasando la mezcla gaseosa de acetileno / dióxido de carbono a través de un material. El dióxido de carbono interactúa débilmente con el material y, por lo tanto, lo atraviesa. mientras que el acetileno reacciona fuertemente y se adhiere a él. El problema es que la posterior eliminación de acetileno del material requiere varios pasos que consumen energía.

Los científicos han estado buscando formas de revertir este proceso, de modo que el acetileno se convierte en el gas que atraviesa el material y se retiene el dióxido de carbono. Pero hasta ahora, esto ha sido un gran desafío.

"Un problema es que ambos gases tienen un tamaño molecular similar, forma y puntos de ebullición, "explica el químico de iCeMS Susumu Kitagawa, quien dirigió el estudio. "Existen adsorbentes que favorecen el dióxido de carbono sobre el acetileno, pero son raros, especialmente los que funcionan a temperatura ambiente ".

Kitagawa, El químico de materiales iCeMS Ken-ichi Otake y sus colegas mejoraron la adsorción de dióxido de carbono de un material cristalino llamado polímeros de coordinación porosos modificando sus poros. El equipo ancló grupos amino en los canales porosos de dos polímeros de coordinación porosos. Esto proporcionó sitios adicionales para que el dióxido de carbono interactúe y se adhiera al material. El sitio de interacción adicional también cambió la forma en que el acetileno se unía al material, dejando menos espacio para la unión de la molécula de acetileno. Esto significó que se adsorbió más dióxido de carbono y menos acetileno en comparación con el mismo material que no tenía los anclajes del grupo amino.

Estos materiales de nuevo diseño adsorbieron más dióxido de carbono y menos acetileno en comparación con otros adsorbentes de dióxido de carbono actualmente disponibles. También funcionaron bien a temperatura ambiente, y se realizó de forma estable a lo largo de varios ciclos.

"Esta estrategia de 'acción opuesta' podría aplicarse a otros sistemas de gas, ofreciendo un principio de diseño prometedor para materiales porosos con alto rendimiento para sistemas desafiantes de reconocimiento y separación, "dice Kitagawa.