Tecnología verde para un material que captura dióxido de nitrógeno de la atmósfera

Un nuevo material de estructura orgánica de metal (MOF) exhibe una capacidad selectiva, reversible y repetible para eliminar dióxido de nitrógeno de la atmósfera en condiciones ambientales.

Este descubrimiento de la Universidad de Manchester, confirmado por investigadores que usan dispersión de neutrones en el Laboratorio Nacional Oak Ridge del Departamento de Energía, podría conducir a tecnologías de filtración de aire que capturen y conviertan de manera rentable grandes cantidades de gases específicos, incluyendo dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero, para facilitar su captura a largo plazo para ayudar a mitigar la contaminación del aire y el calentamiento global.

Tecnología verde para un material que captura dióxido de nitrógeno de la atmósfera

Como informan en un artículo publicado en 'Nature Materials', el material denominado MFM-300 (Al) mostró la primera captura reversible y selectiva de dióxido de nitrógeno a presiones y temperaturas ambiente, a bajas concentraciones, en presencia de humedad, dióxido de azufre y dióxido de carbono. A pesar de la naturaleza altamente reactiva del dióxido de nitrógeno, el material MFM-300 (Al) demostró ser extremadamente robusto, demostrando la capacidad de regenerarse completamente, o desgasificarse, múltiples veces sin pérdida de cristalinidad o porosidad.

"Este material es el primer ejemplo de un marco orgánico de metal que exhibe una capacidad altamente selectiva y totalmente reversible para la separación repetida de dióxido de nitrógeno del aire, incluso en presencia de agua", afirma en un comunicado Sihai Yang, uno de los autores principales del estudio y un profesor de Química Inorgánica en la Escuela de Química de Manchester.

El profesor Martin Schröder, otro autor principal de Química en Manchester, comenta: "Otros estudios de diferentes materiales porosos a menudo encontraron que el rendimiento se degradaba en ciclos posteriores por el dióxido de nitrógeno, o que el proceso de regeneración era demasiado difícil y costoso".

Este descubrimiento de la Universidad de Manchester, confirmado por investigadores que usan dispersión de neutrones en el Laboratorio Nacional Oak Ridge del Departamento de Energía.

Técnicas de dispersión de neutrones

Como parte de la investigación, los científicos utilizaron técnicas de dispersión de neutrones en el Laboratorio Nacional Oak Ridge del Departamento de Energía para confirmar y caracterizar con precisión cómo MFM-300 (Al) captura las moléculas de dióxido de nitrógeno.

PUBLICIDAD

"Los neutrones pueden penetrar fácilmente en materiales densos y son sensibles a elementos más ligeros, como los átomos de hidrógeno dentro del MFM, lo que nos permitió observar cómo las moléculas de dióxido de nitrógeno están confinadas dentro de los poros de tamaño nanométrico", afirma Timmy Ramirez-Cuesta, coautor y coordinador de la Iniciativa de Química y Catálisis en la Dirección de Ciencias de Neutrones de ORNL.

"Nos beneficiamos de la extremadamente alta sensibilidad y los datos cuantitativos proporcionados por el instrumento de espectroscopía vibratoria VISION en la línea de luz 16-B de ORNL en la fuente de neutrones por espalación, que utiliza neutrones en lugar de fotones para sondear las vibraciones moleculares", añade.

La capacidad de observar directamente cómo y dónde el MFM-300 (Al) atrapa el dióxido de nitrógeno está ayudando a los investigadores a validar un modelo computarizado del proceso de separación de gases MOF, que podría ayudar a identificar cómo producir y adaptar otros materiales para capturar una variedad de gases diferentes.

"El modelado y la simulación computacional desempeñaron papeles críticos en la interpretación de los datos de dispersión de neutrones al ayudarnos a conectar cambios sutiles en los espectros vibratorios a las interacciones entre MFM-300 y las moléculas atrapadas", dice Yongqiang Cheng, científico y coautor de dispersión de neutrones en ORNL. "Nuestro objetivo es integrar el modelo con técnicas experimentales para ofrecer resultados que de otro modo serían difíciles de lograr", añade.

La captura de gases tóxicos y de invernadero de la atmósfera ha sido un desafío desde hace mucho tiempo, debido a sus concentraciones relativamente bajas y la presencia de humedad en el aire, lo que puede afectar negativamente a la separación de las moléculas de gas objetivo de otros gases.

Otro desafío ha sido encontrar una forma práctica de liberar un gas capturado para el secuestro a largo plazo, como depósitos de petróleo agotados en el subsuelo o formaciones rocosas llenas de solución salina. Los MOF ofrecen soluciones a muchos de estos desafíos, por lo que son objeto de recientes investigaciones científicas.

El equipo de investigación involucró a científicos de instituciones en cinco naciones, incluyendo la Universidad de Nottingham y la Universidad de Newcastle upon Tyne, en Reino Unido; la Universidad de Nottingham Ningbo China, la Universidad de Pekín, en China; el Centro Internacional de Tomografía SB RAS y la Universidad Estatal de Novosibirsk, en Rusia, y el Fondo Europeo de Radiación Sincrotrón en Grenoble.

Por:

Comparte esta noticia!

Porsche prueba una fachada con tecnología verde que absorbe el dióxido...

Porsche prueba una fachada con tecnología verde que absorbe el dióxido de nitrógeno en su fábrica de Stuttgart

Tecnología verde para la refrigeración con menor impacto...

Tecnología verde para la refrigeración con menor impacto medioambiental

Comentario/s

Deja tu comentario

Restaurante vegetariano recomendado por Ecoticias.com ‘Pizzi & Dixie’
Restaurantes Vegetarianos

Restaurante vegetariano recomendado por Ecoticias.com ‘Pizzi & Dixie’

Como toque final, deliciosos postres como la Tarta “nutricake” de frutos silvestres cocinada en crudo por debajo de los...

Restaurante vegetariano recomendado por Ecoticias.com ‘Bunny’s Deli’
Restaurantes Vegetarianos

Restaurante vegetariano recomendado por Ecoticias.com ‘Bunny’s Deli’

Además, utiliza ingredientes frescos, mucho verde, y mucha imaginación para que además de disfrutar con su cocina, te...

Restaurante vegetariano recomendado por Ecoticias.com ‘Al Natural’
Restaurantes Vegetarianos

Restaurante vegetariano recomendado por Ecoticias.com ‘Al Natural’

AL NATURAL abrió sus puertas en Madrid como restaurante vegetariano en el año 1994 en plena zona del arte, junto al paseo del prado y...

Veinte sugerencias a la Estrategia de Castilla y León de la Calidad del Aire
CO2

Veinte sugerencias a la Estrategia de Castilla y León de la Calidad del Aire

La Junta de Castilla y León ha elaborado una Estrategia vacua para intentar “cubrir el expediente”, sin un...

Otra noche más se dispara la contaminación del cancerigeno benceno en Oviedo
CO2

Otra noche más se dispara la contaminación del cancerigeno benceno en Oviedo

Mala la calidad con un pico de 15 µg/m3 a las 22 hora con una media de las últimas 24 horas hoy de 5’1 µg/m3 en la...

Los tratamientos selvícolas aumentan la absorción de carbono por los bosques
CO2

Los tratamientos selvícolas aumentan la absorción de carbono por los bosques

En dicho mapa se muestran cómo las diferentes intensidades de clara (regulación de la densidad del arbolado) son determinantes...

El aire de Granada y su área metropolitana nos está matando
CO2

El aire de Granada y su área metropolitana nos está matando

Se están superando los máximos legales. De acuerdo a las mediciones de 2018, en la estación de Granada Norte se ha...

Decathlon llega a 3.000 artículos ecodiseñados con predominio de algodón reciclado
Deportes de Aventura

Decathlon llega a 3.000 artículos ecodiseñados con predominio de algodón reciclado

Los esfuerzos de Decathlon están centrados en trabajar en el desarrollo de materiales reciclados, el uso de materiales renovables, la...

Ecosostenibilidad para el deporte
Deportes de Aventura

Ecosostenibilidad para el deporte

La Sportiva, especializada en productos relacionados con la montaña, dispone de zapatillas para los corredores de montaña y los pies de...

The North Face ha presentado la tecnología 'Futurelight'
Deportes de Aventura

The North Face ha presentado la tecnología 'Futurelight'

El proceso 'Nanospinning' utilizado para crear el tejido Futurelight ha permitido a los diseñadores de The North Face añadir,...

Los diez mandamientos para esquiar y preservar tu salud
Deportes de Aventura

Los diez mandamientos para esquiar y preservar tu salud

Pueden surgir congelaciones por esas temperaturas extremas, así como quemaduras solares si no se lleva la protección solar...