Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Squeezing Out CO2

15.02.2013
Post-combustion capture: metal-organic framework releases stored carbon dioxide in sunlight

In order to reduce the carbon dioxide output from coal power plants, CO2 could be removed from their exhaust (post-combustion capture) and stored or, if possible, used as a carbon source for chemical syntheses.

Previous approaches to this have suffered from the fact that they require too much energy. In the journal Angewandte Chemie, Australian scientists have now introduced a new metal–organic framework compound that absorbs CO2 and then releases it upon exposure to sunlight.

Current techniques for the removal of CO2 from coal power plant exhausts by using liquid amines consume vast amounts of energy—sometimes up to 30 % of the energy produced by the plant. Most of the energy consumed in these processes is used to release the CO2 from the absorbent by raising the temperature or applying a vacuum.

A team headed by Richelle Lyndon and Matthew R. Hill is focusing on the use of concentrated sunlight as an alternative energy source for the release of CO2. The Australian researchers hope to achieve this by using metal–organic frameworks (MOFs) to absorb the CO2. MOFs are crystals constructed like a scaffold with pores that can hold guest molecules.

The “joints” of the framework consist of metal ions or clusters; the “struts” are organic molecules. Clever selection of the individual components allows the size and chemical properties of the pores to be tailored for specific applications. In this case, they are arranged so that CO2 can be stored in the pores.

The team from the Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization (CSIRO) and Monash University (Australia) chose to use two different organic molecules for the vertical and horizontal struts. However, the molecules have one thing in common: irradiation with UV light causes them to alter their spatial structure. The molecules are securely fastened into the framework, which results in strain that limits the molecules to moving rapidly back and forth. Because of this, only small, limited regions of the framework move at any one time, and stop the entire structure collapsing.

The oscillating structural changes reduce the attractive forces between the surface of the pores and the absorbed CO2. A majority of the CO2 is squeezed out of the framework like water from a wrung-out sponge.

This process works best with UV light, but also works with concentrated natural sunlight. These light-reactive metal–organic frameworks could thus be an interesting approach for the energy-efficient removal of CO2 from combustion gases. Further investigations are needed to demonstrate how this separation works with real exhaust gases.

About the Author
Dr Matthew Hill is a senior research scientist with the CSIRO, Australia’s national laboratories. As an inorganic materials chemist he specialises in the construction of materials for clean and renewable energy applications. He is the recipient of the 2012 Eureka Prize for Emerging Leadership in Science.

Author: Matthew R. Hill, CSIRO Division of Materials Science and Engineering, Clayton (Australia), http://www.csiro.au/matthewhill

Title: Dynamic Photo-Switching in Metal–Organic Frameworks as a Route to Low-Energy Carbon Dioxide Capture and Release

Angewandte Chemie International Edition, Permalink to the article: http://dx.doi.org/10.1002/anie.201206359

Matthew R. Hill | GDCh
Further information:
http://pressroom.angewandte.org
http://www.csiro.au/matthewhill

More articles from Life Sciences:

nachricht Complementing conventional antibiotics
24.05.2018 | Goethe-Universität Frankfurt am Main

nachricht Building a brain, cell by cell: Researchers make a mini neuron network (of two)
23.05.2018 | Institute of Industrial Science, The University of Tokyo

All articles from Life Sciences >>>

The most recent press releases about innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Mit Hilfe molekularer Schalter lassen sich künftig neuartige Bauelemente entwickeln

Einem Forscherteam unter Führung von Physikern der Technischen Universität München (TUM) ist es gelungen, spezielle Moleküle mit einer angelegten Spannung zwischen zwei strukturell unterschiedlichen Zuständen hin und her zu schalten. Derartige Nano-Schalter könnten Basis für neuartige Bauelemente sein, die auf Silizium basierende Komponenten durch organische Moleküle ersetzen.

Die Entwicklung neuer elektronischer Technologien fordert eine ständige Verkleinerung funktioneller Komponenten. Physikern der TU München ist es im Rahmen...

Im Focus: Molecular switch will facilitate the development of pioneering electro-optical devices

A research team led by physicists at the Technical University of Munich (TUM) has developed molecular nanoswitches that can be toggled between two structurally different states using an applied voltage. They can serve as the basis for a pioneering class of devices that could replace silicon-based components with organic molecules.

The development of new electronic technologies drives the incessant reduction of functional component sizes. In the context of an international collaborative...

Im Focus: GRACE Follow-On erfolgreich gestartet: Das Satelliten-Tandem dokumentiert den globalen Wandel

Die Satellitenmission GRACE-FO ist gestartet. Am 22. Mai um 21.47 Uhr (MESZ) hoben die beiden Satelliten des GFZ und der NASA an Bord einer Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Air Force Base (Kalifornien) ab und wurden in eine polare Umlaufbahn gebracht. Dort nehmen sie in den kommenden Monaten ihre endgültige Position ein. Die NASA meldete 30 Minuten später, dass der Kontakt zu den Satelliten in ihrem Zielorbit erfolgreich hergestellt wurde. GRACE Follow-On wird das Erdschwerefeld und dessen räumliche und zeitliche Variationen sehr genau vermessen. Sie ermöglicht damit präzise Aussagen zum globalen Wandel, insbesondere zu Änderungen im Wasserhaushalt, etwa dem Verlust von Eismassen.

Potsdam, 22. Mai 2018: Die deutsch-amerikanische Satellitenmission GRACE-FO (Gravity Recovery And Climate Experiment Follow On) ist erfolgreich gestartet. Am...

Im Focus: Faserlaser mit einstellbarer Wellenlänge

Faserlaser sind ein effizientes und robustes Werkzeug zum Schweißen und Schneiden von Metallen beispielsweise in der Automobilindustrie. Systeme bei denen die Wellenlänge des Laserlichts flexibel einstellbar ist, sind für spektroskopische Anwendungen und die Medizintechnik interessant. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT) haben, im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekts „FlexTune“, ein neues Abstimmkonzept realisiert, das erstmals verschiedene Emissionswellenlängen voneinander unabhängig und zeitlich synchron erzeugt.

Faserlaser bieten im Vergleich zu herkömmlichen Lasern eine höhere Strahlqualität und Energieeffizienz. Integriert in einen vollständig faserbasierten...

Im Focus: LZH zeigt Lasermaterialbearbeitung von morgen auf der LASYS 2018

Auf der LASYS 2018 zeigt das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) vom 5. bis zum 7. Juni Prozesse für die Lasermaterialbearbeitung von morgen in Halle 4 an Stand 4E75. Mit gesprengten Bombenhüllen präsentiert das LZH in Stuttgart zudem erste Ergebnisse aus einem Forschungsprojekt zur zivilen Sicherheit.

Auf der diesjährigen LASYS stellt das LZH lichtbasierte Prozesse wie Schneiden, Schweißen, Abtragen und Strukturieren sowie die additive Fertigung für Metalle,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Größter Astronomie-Kongress kommt nach Wien

24.05.2018 | Veranstaltungen

22. Business Forum Qualität: Vom Smart Device bis zum Digital Twin

22.05.2018 | Veranstaltungen

48V im Fokus!

21.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Was einen guten Katalysator ausmacht

24.05.2018 | Biowissenschaften Chemie

Superkondensatoren aus Holzbestandteilen

24.05.2018 | Biowissenschaften Chemie

Neue Schaltschrank-Plattform für die Energiewelt

24.05.2018 | Messenachrichten

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics