Los científicos de la Universidad de Rice están avanzando hacia materiales sintonizables de captura de carbono con un nuevo estudio que muestra cómo los cambios químicos afectan las capacidades de las buckyballs mejoradas para confinar los gases de efecto invernadero.
El laboratorio del químico de Rice Andrew Barron descubrió el año pasado que las moléculas de carbono 60 también conocidas como buckyballs, descubiertas en Rice en la década de 1980 obtienen la capacidad de secuestrar dióxido de carbono cuando se combinan con un polímero conocido como polietilenimina PEI.
Dos preguntas críticas, cómo y qué tan bien, se abordan en un nuevo artículo en la revista American Chemical Society Energía y combustibles .
La combinación rica en amina de C60 y PEI mostró su potencial en el estudio anterior para capturar emisiones de dióxido de carbono, un gas de efecto invernadero, de fuentes tales como gases de combustión industriales y pozos de gas natural.
En el nuevo estudio, los investigadores encontraron que la pirolización del material, calentándolo en un ambiente libre de oxígeno, cambia su composición química de manera que algún día podría usarse para ajustar lo que los científicos llaman PEI-C60 para la captura específica de carbonoaplicaciones.
"Una de las cosas que queríamos ver es en qué punto, químicamente, se convierte de ser algo que se absorbe mejor a alta temperatura a algo que se absorbe mejor a baja temperatura", dijo Barron. "En otras palabras, en qué punto¿La química cambia de uno a otro? "
El autor principal, Enrico Andreoli, pirolizó PEI-C60 en argón a varias temperaturas de 100 a 1,000 grados Celsius 212 a 1,832 grados Fahrenheit y luego evaluó la absorción de carbono en cada lote.
Descubrió la existencia de un punto de transición a 200 C, un límite entre la capacidad del material para absorber dióxido de carbono a través de medios químicos en lugar de la absorción física.
El material que se pirolizó a bajas temperaturas se volvió pegajoso y no logró extraer carbono de fuentes de alta temperatura por medios químicos. Lo contrario era cierto para el PEI-C60 pirolizado a altas temperaturas. El material ahora poroso y quebradizo mejoró enambientes de baja temperatura, absorbiendo físicamente las moléculas de dióxido de carbono.
A 200 ° C, descubrieron que el tratamiento térmico rompe los enlaces carbono-nitrógeno del polímero, lo que lleva a una disminución drástica en la captura de carbono por cualquier medio.
"Uno de los objetivos era ver si podemos hacer esto un poco menos pegajoso y aún así tener una absorción química, y la respuesta es, en realidad no", dijo Barron. "Se cambia de un proceso a otro. Pero esto sídanos un buen continuo de cómo ir de uno a otro "
Andreoli descubrió que en su punto máximo, el PEI-C60 no tratado absorbió más de una décima parte de su peso en dióxido de carbono a altas temperaturas 0,13 gramos por gramo de material a 90 ° C. El PEI-C60 pirolizado funcionó casi tan bien a bajas temperaturas0,12 gramos a 25 C.
Los investigadores, con un ojo en los posibles beneficios ambientales, continúan refinando su proceso. "Esto definitivamente nos ha señalado en la dirección correcta", dijo Barron.
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Materiales proporcionados por Universidad de Rice . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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