Адсорбент вместо холода

10.11.2018

В современном мире нас со всех сторон окружают полимеры. Их стало настолько много, что полимерный мусор представляют серьезную проблему для мирового океана - но тут уж, как говорится, сами виноваты. Однако кроме проблемы отходов есть еще одна.

Дело в том, что полимерное производство - это весьма затратный с точки зрения энергии процесс. Например, до того как из полиэтилена будет изготовлен обычный пакет, нужно сначала изготовить сам полиэтилен из этилена. А до этого получить этилен, потому что в природе его не найти. Производят этилен из других углеводородов с помощью процесса, который называется пиролиз: углеводородное сырье нагревают в специальных аппаратах, в результате чего большие молекулы разваливаются на более маленькие, среди которых есть и этилен. Но кроме нужного нам этилена образуется еще множество разных веществ, которые необходимо как-то из этой смеси убрать, потому что для производства полиэтилена этилен должен быть очень высокой степени чистоты.

Процесс разделения и очистки - краеугольный камень всего химического производства. Не так сложно получить какое-то вещество - сложно потом отделить его от других. Для этих целей на заводах стоят огромных размеров установки, и ресурсов они потребляют тоже соразмерно. Основная проблемная примесь в этилене - его практически родной химический "брат" этан. Они оба очень похожи по своим свойствам и поэтому их очень тяжело отделить друг от друга. На заводах для этого строят сложные криогенные установки, которые при низкой температуре и высоком давлении очищают этилен от этана. Естественно, что это не только делает производство более дорогим, но и приводит к лишним выбросам в окружающую среду и расходу ресурсов.

Одно из возможных решений проблемы - использование адсорбентов. Вместо того чтобы охлаждать, сжимать и нагревать миллионы тонн газовой смеси, неплохо было бы пропустить ее сквозь какой-нибудь фильтр, который адсорбирует этан, а на выходе даст чистый этилен. Исследователи не один год бьются над тем, чтобы создать такие материалы. Несколько лет назад с помощью металл-органических каркасных структур (MOF) удалось разделить этан и этилен, но с одним очень существенным "но". Разработанный адсорбент задерживал этилен, а пропускал, наоборот, этан. То есть разделение происходило наоборот - не этилен чистился от этана, а этан от этилена. С учетом того, что в реальных условиях этилена в смеси содержится сильно больше, получалась лишняя работа, которая была ничем не лучше криогенного разделения.

Исследователи из Китая и США представили вещество, которое вылавливает из смеси этан, не трогая этилен. Этот адсорбент представляет собой металл-органическую каркасную структуру на основе железа, однако в отличие от более ранних разработок, на атомы железа были помещены атомы кислорода. Такая молекулярная конструкция оказалась способна эффективно связывать молекулы этана, в то время как молекулы этилена на подобные "рецепторы" не садились. В результате получившийся адсорбент стал способен "правильно" разделять этан-этиленовую смесь в одну стадию: связывать этан и пропускать этилен.

<< Назад: Новый способ распространения света в стекле 10.11.2018

>> Вперед: Разгадан феномен женского чутья 09.11.2018

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Наушники Neurable One с мониторингом концентрации и усталости мозга 10.10.2026

Современные наушники постепенно превращаются из обычного аудиоустройства в персональный электронный помощник. Они уже умеют подавлять окружающий шум, анализировать качество звука и отслеживать некоторые параметры физического состояния человека. Американская компания Neurable пошла еще дальше и предложила использовать наушники для оценки активности мозга, чтобы определить, насколько человек сосредоточен, испытывает умственное напряжение или начинает уставать. Новая модель получила название Neurable One и оснащена 12 датчиками, способными регистрировать электрическую активность мозга. В основе технологии лежит электроэнцефалография, или EEG, применяемая для фиксации электрических сигналов, возникающих при работе нервной системы. Датчики размещены во внутренних накладках наушников и начинают получать информацию сразу после того, как пользователь надевает устройство. Затем специальное приложение анализирует полученные данные и оценивает текущее состояние человека. Разработчики предус ...>>

Климатический кризис меняет питание детей и влияет на их здоровье 09.10.2026

Когда говорят о влиянии климатических изменений на здоровье человека, чаще всего вспоминают экстремальную жару, наводнения, засухи или лесные пожары. Однако последствия глобального потепления могут проявляться гораздо менее заметно. Один из таких механизмов связан с продовольствием: изменения климата способны влиять на урожайность, стоимость продуктов и их доступность, а через это - на качество питания детей. Особое значение эта проблема приобретает в первые годы жизни. Дети в возрасте до пяти лет особенно чувствительны к недостатку необходимых питательных веществ, поскольку именно в этот период питание и окружающая среда тесно связаны с ростом организма, развитием и формированием иммунной системы. Если полноценная пища становится менее доступной, последствия могут проявляться не сразу, но отражаться на здоровье ребенка в дальнейшем. Бразильские исследователи попытались определить, где подобные проблемы могут пересекаться с климатическими факторами. Для этого специалисты разработ ...>>

Случайная новость из Архива Электромобиль как резервный источник питания в доме 09.03.2022 Американская General Motors Со. запускает пилотный проект, в рамках которого электромобили компании можно будет использовать в качестве резервных источников питания в домах клиентов. Проект будет реализовываться совместно с Pacific Gas and Electric Company, ключевой операционной компанией в составе калифорнийской генерирующей PG&E Corporation. Первые тестирования планируется провести ближе к лету, более масштабные - к концу этого года. Предполагается, что электроэнергия от заряженного электрокара будет передаваться в дом автоматически при помощи специального программного обеспечения и протоколов передачи данных. Главный исполнительный директор PG&E Патти Поппи отметила, что возможность использования электромобилей в качестве резервных источников питания станет их значительным преимуществом, а также поможет в борьбе с изменениями климата. Аналогичный проект в настоящее время осуществляют Ford Motor и Sunrun Inc. Последняя является одним из лидеров рынка солнечной энергетики США. Запуск эксперимента намечен на весну этого года.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026