Svolta nella separazione degli isotopi dell'idrogeno a temperature più elevate

In un significativo progresso per la scienza dei materiali, un nuovo framework imidazolato zeolitico a base di rame (Cu-ZIF-gis) ha dimostrato eccezionali capacità nella separazione del deuterio (D2) dall'idrogeno (H2) a 120 K (-153°C). Questa temperatura, che supera il punto di liquefazione del gas naturale, apre le porte ad applicazioni industriali su larga scala, sfruttando potenzialmente l'infrastruttura GNL esistente per la produzione economica di D2. Annunciato il 19 marzo 2025 da un team collaborativo che include UNIST, l'Università di Soongsil, Helmholtz-Zentrum Berlin e MLZ presso TUM, la ricerca affronta la crescente domanda di deuterio, cruciale per semiconduttori, dispositivi di visualizzazione e combustibile da fusione. I metodi tradizionali di distillazione criogenica a 20 K (-253°C) richiedono molta energia. Il framework Cu-ZIF-gis mantiene la sua efficacia a temperature più elevate grazie alla sua espansione del reticolo, facilitando il passaggio del gas e la separazione tramite setacciatura quantistica. Esperimenti in situ di diffrazione dei raggi X (XRD) e di scattering di neutroni quasi elastico (QENS) hanno confermato l'espansione del reticolo e le differenze di diffusività degli isotopi. La spettroscopia di desorbimento termico (TDS) ha indicato una separazione stabile di D2. I ricercatori sottolineano il minor consumo di energia e la maggiore efficienza di separazione del materiale rispetto ai metodi tradizionali, aprendo la strada a tecnologie sostenibili di separazione degli isotopi.