より高温での水素同位体分離におけるブレークスルー

材料科学における重要な進歩として、新しい銅ベースのゼオライトイミダゾラートフレームワーク（Cu-ZIF-gis）が、120 K（-153°C）で重水素（D2）を水素（H2）から分離する上で卓越した能力を発揮しました。天然ガスの液化点を超えるこの温度は、大規模な産業用途への扉を開き、経済的なD2生産のために既存のLNGインフラストラクチャを利用する可能性を秘めています。 UNIST、崇実大学、ヘルムホルツセンターベルリン、およびTUMのMLZを含む共同チームによって2025年3月19日に発表されたこの研究は、半導体、ディスプレイデバイス、および核融合燃料に不可欠な重水素に対する需要の高まりに対応しています。20 K（-253°C）での従来の極低温蒸留法はエネルギー集約型です。Cu-ZIF-gisフレームワークは、格子膨張により高温でもその有効性を維持し、量子ふるい分けによるガス通過と分離を促進します。 その場X線回折（XRD）および準弾性中性子散乱（QENS）実験により、格子膨張と同位体拡散率の違いが確認されました。熱脱離分光法（TDS）は、安定したD2分離を示しました。研究者らは、従来のメソッドと比較して、材料のエネルギー消費量の削減と分離効率の向上を強調し、持続可能な同位体分離技術への道を開いています。