Z firmy Bicocca pochodzą nanogąbki. Mały, ale przydatny.

Pochłaniają i kompresują wodór i metan: to jest nanogąbki, nowy materiał, który już przynosi znaczące korzyści w przemyśle i motoryzacji. W przyszłości czemu nie, nawet w medycynie. Tymczasem tego odkrycia dokonano we Włoszech, w wyniku projekt Uniwersytetu Milan-Bicocca „H2-Ecomat”zaczyna docierać do świata transportu publicznego i prywatnego oraz przemysłu dystrybucji energii. Piero Sozzani, profesor zwyczajny chemii przemysłowej na Wydziale Inżynierii Materiałowej, wyjaśnia, czym są materiały, a przede wszystkim jak jako „nano” zmienią świat.

1) Zdefiniujmy nanogąbki: co to jest?

Są to nowe materiały należące do kategorii Materiały syntetyczne o hiper usieciowaniu (MIR) i bogowie Materiały porowate pochodzenia biologicznego (MPOB). Niektóre z nowych materiałów, na które patent jest już w toku, pochodzą z soi, są biodegradowalne i wolne od metali ciężkich, co pozwala na ich utylizację wraz z odpadami organicznymi pod koniec ich cyklu życia.

2) Jakie mają właściwości?

Wizualnie materiały wyglądają jak proszek i zachowują się jak gąbki z wyjątkowo małymi tunelami, rzędu nanometrów: ten przywilej pozwala na absorpcję nieuchwytnych gazów, takich jak wodór, metan i dwutlenek węgla. Mają bardzo wysoki stopień porowatości, który sprawia, że ​​"gąbki”.

Jeśli proszek jest włożony do cylindra to jest w stanie obniżyć ciśnienie gazu, dla tej samej objętości, nawet do 30-80 atmosfer, a więc np. W litrowym pojemniku wypełnionym materiałem chłonnym można przechowywać do 40 litrów metanu o temperaturze zero stopni. Plik nanogąbki mają również właściwość uwalniania gazów pod koniec przechowywania, zachowując niezmienione właściwości i mogą być szybko ponownie użyte.

3) Jak długo nad tym pracowałeś i przez ilu? Kto finansuje?

Nasz zespół od dwóch lat aktywnie pracuje w laboratorium: na Wydziale Inżynierii Materiałowej i Wydziale Fizyki, trzej nauczyciele kierowali zespołem około dziesięciu badaczy w wieku od 22 do 32 lat. Jest to projekt dwuletni, H2-Ecomato łącznej wartości 750 tys. euro, z czego 375 tys. sfinansował Region Lombardii, a pozostała część nasza Uczelnia.

4) Zastosowanie nanogąbek związane ze wzrostem zdolności transportowej paliwa gazowego, co implikuje większy zasięg auta: jak to działa?

Zbiorniki metanu samochodów wyposażonych w nanogąbki może zawierać więcej paliwa, aby zapewnić większą autonomię i wyeliminować ryzyko eksplozji: materiał może w rzeczywistości obniżyć ciśnienie w butli gazowej z 200 do 30 atmosfer, dzięki czemu z jednej strony trakcja samochodu napędzanego gazem jest znacznie bezpieczniejsza i znacznie lżejsza.

5) Butle i pojemniki stają się lżejsze i mniej masywne: czy możemy oszacować spadek wagi i zrozumieć praktyczne zalety?

Przede wszystkim należy wziąć pod uwagę, że aspekt ten silnie zależy od zastosowań i rodzaju pojazdu, który transportuje te kontenery. Jednak litrowa butelka wypełniona materiałem może skroplić nawet kilkadziesiąt litrów metanu w postaci gazowej bez żadnego sprężania. Na przykładzie metanu, w litrowym zbiorniku wypełnionym materiałem absorbującym można przechowywać 40 litrów metanu w temperaturze zero stopni, bez jego sprężania. Rozważmy na przykład transport morski: dotychczas powszechnie stosowane technologie polegały na wykorzystywaniu bardzo wysokich ciśnień lub skraplaniu gazów w bardzo niskich temperaturach za pomocą systemów chłodniczych, które zużywają energię w sposób ciągły.

Przy użyciu nanogąbkizamiast tego możliwy byłby transport większej ilości metanu bez jego sprężania, a obecne ryzyko z pewnością byłoby niższe. Ponadto uzyskano by oszczędności w redystrybucji dzięki obniżeniu kosztów regazyfikacji.

6) Istnieją również zastosowania w instalacjach, w których należy usunąć dwutlenek węgla i gazy siarkowe z wodoru i metanu: jak one tam działają? jakie to są implanty? Jaka jest zaleta i co zastępują nanogąbki?

Zwykle ma to miejsce za systemami transportu wodoru i metanu oraz rurociągami, gdzie dwutlenek węgla i gazy siarkowe muszą być usunięte z interesującego gazu: materiały nanogąbkowe wychwytują zanieczyszczające i toksyczne gazy ze strumienia gazu, który ma zostać odkażony, działają dokładnie poprzez separację.

7) Czy są jakieś inne aplikacje? A w przyszłości?

Badamy zastosowania w obszarach, w których potrzebne jest wchłanianie i uwalnianie, np. W medycynie, do dostarczania leków. Wchodzimy w fazę transferu technologii do firm z sektora transportu publicznego i prywatnego oraz dystrybucji energii. Wiele branż wyraziło zainteresowanie wynikami uzyskanymi na innowacyjnych materiałach i widać oznaki wpływu na rekrutację wyszkolonych przez nas młodych ludzi, którzy mają możliwość podążania ścieżką zwiększania skali i technologicznej realizacji odkryć. Stanowi to kolejny przykład skuteczności i doskonałości włoskich badań.

Wideo: Test di Medicina, boom di candidature per Milano-Bicocca (Czerwiec 2022).