С помощью компьютерного моделирования удалось обнаружить новые материалы для переработки углекислого газа

Современное глобальное потепление во многом вызвано повышенной концентрацией углекислого газа в атмосфере. Основные источники выбросов – металлургия, производство строительных материалов, транспорт, химическая промышленность – не смогут прекратить производственный процесс. Однако можно снизить содержание углекислого газа в выбросах. Ученые считают перспективным способом улавливание углекислого газа и его повторное использование без привлечения ископаемых источников, таких как уголь и нефть. Так, из углекислого газа, находящегося в атмосфере, можно получить монооксид углерода (СО), который применяется в производстве спиртов, цветных металлов, машинного топлива, масел и смазок.

Чтобы такое улавливание и повторное использование углекислого газа было эффективным, исследователям необходимо создать особые материалы, способные поглощать углекислый газ и катализировать реакцию его превращения. Исследователи занимались моделированием пористых водородно-связанных органических каркасов (ВОК). Эти материалы обладают высокой пористостью и поглощающей способностью, а также могут многократно растворяться и кристаллизоваться, «очищаясь» от ненужных соединений. Вещества основаны на порфиринах — чувствительных к свету молекулах, которые могут ускорять реакцию превращения углекислого газа. Исследователям удалось смоделировать и синтезировать целую серию металлопорфириновых ВОК с большой площадью поверхности пор. Они выдерживают высокую температуру кипящей воды, концентрированную соляную кислоту (HCl) и сухой нагрев до 270°C. Ученые считают, что эта серия ВОК ускоряет преобразование углекислого газа.

«Благодаря современным методам дизайна кристаллических материалов сделан еще один важный шаг в решении насущной экологической проблемы — глобального потепления. Она напрямую связана с необходимостью снижения концентрации углекислого газа в атмосфере, и мы надеемся, что наша платформа и наш материал внесут большой вклад в общее дело»,– отмечает руководитель проекта Евгений Александров, заведующий лабораторией синтеза новых кристаллических материалов Самарского государственного технического университета. Исследования поддерживались грантом Президентской программы исследовательских проектов Российского научного фонда (РНФ) и были опубликованы в журнале Angewandte Chemie.

Фото: Евгений Александров (Строение новых микропористых материалов)