Phương pháp mới tiết kiệm năng lượng để chiết xuất khí trơ từ không khí

Các khí hiếmkrypton vàxenonChúng nằm ở phía cực bên phải của bảng tuần hoàn và có những ứng dụng thực tiễn và quan trọng. Ví dụ, cả hai đều được sử dụng để chiếu sáng.XenonLoại này hữu ích hơn loại kia, có nhiều ứng dụng hơn trong y học và công nghệ hạt nhân.
Không giống như khí đốt tự nhiên, vốn rất dồi dào dưới lòng đất,kryptonVàxenonChúng chỉ chiếm một phần nhỏ trong khí quyển Trái đất. Để thu thập chúng, các khí này phải trải qua nhiều chu kỳ của một quy trình tiêu tốn nhiều năng lượng gọi là chưng cất đông lạnh, trong đó không khí được thu giữ và làm lạnh xuống khoảng -300 độ Fahrenheit. Việc làm lạnh cực độ này sẽ tách các khí theo điểm sôi của chúng.
Một cái mớikryptonVàxenonCông nghệ thu gom tiết kiệm năng lượng và tiền bạc là vô cùng cần thiết. Các nhà nghiên cứu hiện tin rằng họ đã tìm ra kỹ thuật như vậy, và phương pháp của họ được mô tả chi tiết trong Tạp chí của Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ.
Nhóm nghiên cứu đã tổng hợp silicoaluminophosphate (SAPO), một loại tinh thể chứa các lỗ rỗng rất nhỏ. Đôi khi kích thước lỗ rỗng nằm giữa kích thước của một nguyên tử krypton và một...xenonNguyên tử. Nhỏ hơnkryptonCác nguyên tử có thể dễ dàng đi qua các lỗ xốp trong khi các nguyên tử xenon lớn hơn bị giữ lại. Do đó, SAPO hoạt động như một sàng phân tử. (Xem hình.)
Sử dụng thiết bị mới của mình, các tác giả đã chứng minh rằngkryptonkhuếch tán nhanh hơn 45 lần so vớixenonĐiều này chứng tỏ hiệu quả của nó trong việc tách khí trơ ở nhiệt độ phòng. Các thí nghiệm tiếp theo cho thấy rằng xenon không chỉ khó lọt qua các lỗ nhỏ này mà còn có xu hướng hấp phụ lên các tinh thể SAPO.
Trong một cuộc phỏng vấn với ACSH, các tác giả cho biết phân tích trước đây của họ đã chỉ ra rằng phương pháp của họ có thể giảm năng lượng cần thiết để thu thậpkryptonvà xenon khoảng 30 phần trăm. Nếu điều này là đúng, thì các nhà khoa học công nghiệp và những người đam mê đèn huỳnh quang sẽ có nhiều điều để tự hào.
Nguồn: Xuhui Feng, Zhaowang Zong, Sameh K. Elsaidi, Jacek B. Jasinski, Rajamani Krishna, Praveen K. Tallapally và Moises A. Carreon. “Tách Kr/Xe trên màng zeolite chabazite”, Tạp chí Hóa học Hoa Kỳ. Ngày xuất bản (Internet): 27 tháng 7 năm 2016. Bài báo sẽ được đăng tải sớm nhất có thể. DOI: 10.1021/jacs.6b06515
Tiến sĩ Alex Berezov là tiến sĩ vi sinh học, nhà văn và diễn giả khoa học chuyên vạch trần các luận điểm giả khoa học cho Hội đồng Khoa học và Sức khỏe Hoa Kỳ. Ông cũng là thành viên ban biên tập của USA TODAY và là diễn giả khách mời tại The Insight Bureau. Trước đây, ông là biên tập viên sáng lập của RealClearScience.
Hội đồng Khoa học và Sức khỏe Hoa Kỳ là một tổ chức nghiên cứu và giáo dục hoạt động theo điều khoản 501(c)(3) của Bộ luật Thuế vụ Hoa Kỳ. Các khoản quyên góp hoàn toàn được miễn thuế. ACSH không nhận quyên góp. Chúng tôi gây quỹ chủ yếu từ các cá nhân và các quỹ mỗi năm.