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蒸留や蒸発(いわゆるエバポ)は

 世界のエネルギー需要の15%を占めている。そのため多孔質膜を利用するような別の効果的な分離方法が期待されているものの、その膜は水の直径が2.6 Å、水素のそれが2.9 Å を区別しなければならない。ナトリウムアルミノシリケート(NaA)と呼ばれるゼオライトが工業的にエタノールから水を除去するために使われているものの、高温・高圧では別の分子も入り込んでしまう。その中今回、高品質なNaA膜が開発された[1]。これで幕引きではないけど、およそ400 nmの孔の30 cmの長さのセラミックストローを、50-200 nmの幅のNaAの種結晶でコートしたものをつくった。これに熱を急激に与えるとナノ結晶がセラミック担体と結合して孔がゼオライトで満たされた。この膜の浸透性は低いものの、水のそれはガスのそれの数百から数千倍になっていた。研究者らによれば、これは結晶の中のナトリウムイオンが、ナノチャンネルを部分的にブロックし、孔の効果的な大きさを小さくしている一方で、ナトリウムイオンは、水のような極性分子を引き寄せているとのことである。実際CO2とH2からメタノールと水を与える反応で、平衡を生成系に片寄らせることもできて、メタノールの収率が向上した。この系は膜として成長させた多孔質結晶が化学分離にかなり有望であることを示している。多孔質結晶、皇室の方々に披露される日もあるかも。

[1] Chemical & Engineering News, 2020 February 10, p. 9.

DOI: 10.1126/science.aaz6053

20.3.1

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