I ricercatori della Deakin University, in Australia, hanno scoperto che il nitruro di boro, una sostanza chimica per uso domestico comunemente usata nelle vernici, nei cosmetici e nel cemento dentale, potrebbe sbloccare il potenziale dell’idrogeno come combustibile. comunicato stampa.

Con l’incombente crisi energetica e la minaccia del cambiamento climatico causato dall’uso di combustibili fossili, la necessità di combustibili alternativi non è mai stata così forte. Gli scienziati di tutto il mondo hanno lavorato per far progredire l’uso dell’idrogeno come fonte di energia alternativa. Tuttavia, lo stoccaggio e il trasporto del combustibile sono ancora ingombranti e rischiosi.

Un gruppo di ricercatori della Deakin University ha trovato la soluzione a questo problema in una sostanza chimica umile chiamata nitruro di boro. La scoperta è stata così sorprendente che gli stessi ricercatori hanno ripetuto gli esperimenti 20-30 volte per confermare i risultati e iniziare a credere nel potenziale di questa sostanza.

Qual è l’utilità del nitruro di boro?

Come suggerisce il nome, questa sostanza chimica è il risultato di una reazione chimica tra il boro e l’azoto, che dà origine a un composto chimicamente e termicamente resistente. Grazie a queste proprietà, la sostanza chimica ha trovato applicazione nella fusione dei metalli, ma, più in generale, è utilizzata anche come lubrificante nelle vernici e nei cosmetici.

In forma di polvere, il nitruro di boro funziona come assorbente e funziona piuttosto bene poiché ha un’elevata capacità di assorbimento anche per un ingombro ridotto. I ricercatori hanno sfruttato la sua capacità di assorbimento per separare i gas in un mulino a sfere. Una sorta di macina, un mulino a sfere è costituito da sfere di acciaio inossidabile che vengono posizionate all’interno di una camera con una miscela di gas che devono essere separati.

La camera viene quindi fatta ruotare ad alta velocità, durante la quale la reazione meccanochimica tra le pareti della camera del mulino a sfere, le sfere di acciaio inossidabile e la polvere di nitruro di boro all’interno determina l’assorbimento di un gas da parte della polvere.

Il comunicato stampa afferma che tra una miscela di gas, solo un tipo di gas viene assorbito dalla polvere, che può quindi essere rimossa dal mulino e trasportata a temperatura ambiente. Per quanto riguarda l’idrogeno, si tratta di un metodo piuttosto semplice per trasportare il combustibile rispetto ai contenitori ad alta pressione o all’ultra-raffreddamento attualmente utilizzati. Per rilasciare il gas, è necessario riscaldare la polvere sotto vuoto. Una volta estratto il gas, la polvere può essere riutilizzata.

Raffinerie di petrolio più ecologiche

Questa tecnologia può contribuire a fornire non solo i carburanti del futuro. Attualmente, le raffinerie di petrolio utilizzano un processo chiamato “distillazione criogenica” per separare i componenti del petrolio greggio, come la benzina e il gas da cucina. Si tratta di un processo ad alta intensità energetica che rappresenta circa il 15% della domanda globale di energia.

I ricercatori sono convinti che la separazione dei gas basata sulla polvere sia efficace anche per i componenti del petrolio greggio. Nelle condizioni di prova, il loro impianto ha richiesto 76,8 KJ/s di energia per separare e immagazzinare 1000 litri di gas. Si tratta di una riduzione del 90% della quantità di energia attualmente spesa per la “distillazione criogenica”, si legge nel comunicato stampa.

Finora il team di ricerca ha tentato di utilizzare il suo metodo solo per separare pochi litri di gas alla volta. Ora hanno in programma di testare la tecnologia su scala.

I risultati della loro ricerca sono stati pubblicati sulla rivista Materials Today.

Abstract:
Idrocarburi leggeri olefina e paraffine vengono prodotte durante la produzione di gas naturale o di petrolchimico lavorazione. L’industria petrolchimica separa le miscele di idrocarburi gassosi utilizzando un processo ad alta intensità energetica. distillazione criogenica che rappresenta il 15% del consumo energetico globale. [1]. Lo sviluppo di un nuovo processo di separazione a risparmio energetico è necessario per ridurre il consumo di energia. In questa ricerca, sviluppiamo un processo di separazione meccanico-chimico ecologico e a basso consumo energetico in cui nitruro di boro (Le polveri di BN sono state macinate a temperatura ambiente in un’atmosfera di un alchene o di miscele di olefine e paraffine. Il BN adsorbe selettivamente una quantità molto maggiore di gas alchinici e olefinici rispetto ai gas di paraffina, e quindi il gas di paraffina viene purificato dopo la macinazione a sfere processo. Il gas olefinico adsorbito può essere recuperato dal BN mediante un processo di riscaldamento a bassa temperatura. Il processo meccanochimico produce capacità di assorbimento estremamente elevate di gas alchinici e olefinici nel BN (708 cm3/g per acetilene (C2H2) e 1048 cm3/g per l’etilene (C2H4)) rispettivamente. Per quanto ne sappiamo, con l’aiuto della macinazione a sfere, il BN nanoscheletri hanno raggiunto le più alte capacità di assorbimento di gas alchinici/olefinici, superiori a tutti gli altri materiali finora riportati. L’analisi chimica rivela che grandi quantità di gas olefinici sono state adsorbite quasi chimicamente sui nanosheets di BN formati in situ attraverso la formazione di legami C-N, mentre una piccola quantità di gas paraffinici è stata adsorbita fisicamente su BN nanoparticelle. Questo processo meccanochimico scalabile ha un grande potenziale come metodo di separazione industriale e può realizzare un sostanziale risparmio energetico.

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