Hứa hẹn vật liệu mới để dự trữ khí thiên nhiên

14/11/2011

Những tinh thể chứa các lỗ nhỏ li ti được gọi là các khung kết cấu kim loại (MOFs) với những lỗ nhỏ kích thước nanomet và bề mặt cao một cách đáng ngạc nhiên là vật liệu tuyệt vời để bảo quản khí thiên nhiên. Tuy nhiên, với hàng triệu cấu trúc khác nhau có thể lựa chọn, làm sao tìm ra một cấu trúc thích hợp nhất?

Nhóm nghiên cứu của trường Đại học Northwestern University đã phát triển một phương pháp điện toán có thể giúp các nhà khoa học và các kỹ sư tiết kiệm thời gian quý báu trong quá trình nghiên cứu phát hiện. Thuật toán mới này tự động cho ra và thử nghiệm các khung kết cấu kim loại (MOFs) và tìm ra cấu kết đáp ứng khả năng dự trữ khí thiên nhiên nhiều hơn 10% so với mục tiêu của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (DOE).

2e5a9b598_metalorganicframeworkscarbonabsorbingspongelg.jpg

Hiện nay có tới 13 triệu phương tiện đường bộ trên toàn thế giới chạy bằng khí thiên nhiên – bao gồm rất nhiều xe buýt ở Mỹ, và con số này dự tính sẽ tăng nhanh chóng nhờ phát hiện về công nghệ dự trữ khí thiên nhiên gần đây.
Không chỉ tạo ra bước tiến mới trong công nghệ dự trữ khí ga và phát triển các phương tiện sử dụng nhiên liệu sạch, MOFs còn giúp cải thiện việc vận chuyển thuốc, cảm biến hóa học và các nguyên liệu, vật liệu để thu khí carbon. Những kết cấu MOFs có thể dùng các những dụng này được phân tích hiệu suất nhờ phương pháp của trường Northwestern.

Ông Randall Q. Snurr, giáo sư kỹ thuật sinh hóa tại McCormick School of Engineering and Applied Science phát biểu: “ Khi hiểu biết của chúng ta về tổng hợp chất đã đạt tới mức độ có thể tổng hợp hầu hết các vật liệu, câu hỏi đặt ra là: Vật liệu nào là hiệu quả nhất mà chúng ta nên tổng hợp? Kết quả nghiên cứu này cho thấy một phương pháp hiệu quả để trả lời câu hỏi này đối với các cấu trúc kết cấu kim loại.”

Nghiên cứu này được xuất bản ngày 6/11 trên tạp chí Nature Chemistry. Christopher E. Wilmer, một sinh viên đã tốt nghiệp ở phòng thí nghiệm của giáo sư Snurr và là tác giả đầu tiên của bài viết đã phát triển thuật toán mới này. Omar K. Farha, phó giáo sư hóa học tại Weinberg College of Arts and Sciences, và Joseph T. Hupp, giáo sư hóa học, đi đầu trong các nỗ lực tổng hợp vật liệu phù hợp.

Các nhà nghiên cứu này đã có thể xác định được khung kết cấu tiềm năng nhất để dự trữ khí thiên nhiên trong hàng triệu MOFs có thể. Chỉ trong vòng 72 giờ, các nhà khoa học đã tạo ra hơn 137.000 cấu trúc MOF giả thuyết. Con số này lớn hơn rất nhiều so với tổng số MOFs đã từng được báo cáo bởi tất cả các nhà khoa học (xấp xỉ 10.000 MOFs).

Những nhà nghiên cứu này cho biết thuật toán mới là sự kết giữa kiến thức hóa học của các nhà hóa học về vật liệu MOFs lý tưởng với những mô phỏng phân tử phức tạp để đánh giá các MOFs về hiệu quả của chúng cho từng ứng dụng khác nhau. Thuật toán này có thể giúp loại bỏ những khó khăn trong quá trình nghiên cứu phát hiện ban đầu.

Kim Anh (theo ciencecodex.com)

Same Category

5 bước áp dụng tiêu chuẩn ISO 50001 về hệ thống quản lý năng lượng trong doanh nghiệp

12/11/2024

Vật liệu thông minh tiết kiệm năng lượng 03/10/2024

Mới đây, các nhà nghiên cứu đã phát triển một vật liệu thông minh giúp nâng cao hiệu quả năng lượng làm mát không gian nhà ở. Vật liệu mới có tuổi thọ ước tính lên đến 60 năm và có chi phí thấp hơn so với vật liệu tương tự hiện có trên thị trường.
Vải thông minh chuyển nhiệt cơ thể thành năng lượng 27/09/2024

Loại vải mới do nhóm nghiên cứu Waterloo phát triển có thể chuyển đổi nhiệt độ cơ thể và năng lượng mặt trời thành điện, cho phép hoạt động liên tục mà không cần nguồn điện bên ngoài.
Việt Nam làm chủ công nghệ sản xuất phụ gia, tăng cường hiệu quả sử dụng năng lượng 27/09/2024

Các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm trọng điểm Công nghệ lọc hóa dầu - Bộ Công Thương đã nghiên cứu thành công phụ gia ECOAL giúp tăng cường hiệu quả sử dụng năng lượng thông qua việc tiết giảm chi phí năng lượng và giảm phát thải khí ô nhiễm cho cho lò đốt trong công nghiệp sử dụng than.
Tủ lạnh tích hợp AI giúp người tiêu dùng tiết kiệm năng lượng 25/09/2024

Samsung ra mắt sản phẩm tủ lạnh mới có hiệu quả tiết kiệm năng lượng vượt trội so với các sản phẩm tủ lạnh trên thị trường. Sản phẩm có công nghệ máy nén biến tần AI, Đặc biệt, việc áp dụng Chế độ năng lượng AI của ứng dụng SmartThings giúp giảm thêm mức tiêu thụ năng lượng tới 10%.
Điện mặt trời áp mái giúp Sở Khoa học và Công nghệ Khánh Hoà tiết kiệm điện 19/09/2024

Đề tài “Ứng dụng mô hình điện mặt trời áp mái tại trụ sở các cơ quan quản lý nhà nước tỉnh Khánh Hòa” do Thạc sĩ Lê Xuân Hải - Trung tâm Thông tin và ứng dụng Khoa học và Công nghệ (KH-CN), Sở KH-CN Khánh Hoà làm chủ nhiệm được đánh giá đã giải quyết bài toán tiết giảm điện năng tiêu thụ của các cơ quan nhà nước trên địa bàn tỉnh, cụ thể hóa mục tiêu giảm phát thải nhà kính về 0 theo chủ trương của Đảng và Nhà nước.
ISO 50001 – công cụ đắc lực cho tổ chức, doanh nghiệp duy trì hệ thống quản lý năng lượng 30/07/2024

ISO 50001 được phát triển dựa trên mô hình hệ thống quản lý cải tiến liên tục. Mô hình này đã được sử dụng cho các tiêu chuẩn nổi tiếng khác như ISO 9001 hoặc ISO 14001. Điều này giúp các tổ chức dễ dàng tích hợp quản lý năng lượng vào các nỗ lực chung của họ để cải thiện chất lượng và quản lý môi trường.
Một số giải pháp nâng cao hiệu suất của hệ thống lò hơi công nghiệp sử dụng nhiên liệu rắn hoặc khí 22/07/2024

Lò hơi công nghiệp đốt nhiên liệu rắn và khí được sử dụng rộng rãi để cung cấp hơi bão hòa cho quá trình sản xuất. Việc sử dụng nhiên liệu rắn có thành phần và độ ẩm khác nhau ảnh hưởng lớn đến hiệu suất và chi phí sản xuất nhiệt.
Ứng dụng giải pháp ERV nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng trong các tòa nhà 12/07/2024

Các hệ thống HVAC thường chiếm lượng tiêu thụ năng lượng lớn nhất trong tổng tiêu thụ năng lượng của tòa nhà.