Новосибирск. 30 мая. ИНТЕРФАКС - Ученые Института катализа им.Г.К.Борескова СО РАН (Новосибирск) подобрали параметры для оценки перспективных металл-органических координационных полимеров (МОКП), которые можно использовать для извлечения гелия из природного газа, сообщает пресс-служба института.
"Они определили диапазон основных структурных параметров соединений, что поможет создавать более эффективные материалы", - говорится в сообщении.
Посредством компьютерного моделирования было проанализировано 10 тыс. соединений, представляющих собой пористые материалы, в которых металлические кластеры соединены органическими структурными единицами.
В пористом пространстве МОКП и происходит газоразделение.
Отмечается, что при определенных условиях более эффективными являются адсорбционный и мембранный методы газораспределения.
В первом из них через колонку с адсорбентом пропускают гелийсодержащую смесь, в ходе чего сорбент фильтрует примесные газовые компоненты, а на выходе получают чистый газ.
При мембранном разделении используют два типа мембран: одна либо задерживает примеси (азот и метан) и пропускает только гелий, либо, наоборот, пропускает примеси, оставляя гелий на входе.
Ученые выделили шесть факторов, которые влияют на эффективность материала в процессе как адсорбционного, так и мембранного газоразделения гелийсодержащих смесей: лимитирующий размер пор, наибольший диаметр полости, доступная площадь поверхности, доступный объем пор, плотность и пористость.
Уточняется, что в мире, в основном, ищут мембранные материалы, которые селективны, то есть избирательны, по гелию, но мало внимания уделяют обратному процессу - селективности по азоту и метану, когда мембрана пропускает их, задерживая нужный газ.
"Исследователи Института катализа СО РАН же показали, что МОКП материалы одновременно селективные по метану и азоту более перспективны, чем по гелию", - говорится в сообщении.
Результаты работы могут использоваться на практике для производства сорбентов и оптимизации условий работы установок разделения газов методом короткоцикловой адсорбции.
Гелий широко используют в разных областях промышленности - авиа- и ракетостроении, электронной индустрии, производстве полупроводников и гелий-неоновых лазеров, в магнитно-резонансных томографах. На надувание воздушных шаров приходится до 10% мирового потребления гелия.
В промышленных объемах гелий добывают из природного газа. Мировой объем производства в 2023 году составил около 170 млн куб. м, из которых 8 млн приходится на Россию.
