Doorbraak in waterstofisotoopscheiding bij hogere temperaturen

In een significante vooruitgang voor de materiaalkunde heeft een nieuw kopergebaseerd zeoliet-imidazolaatframe (Cu-ZIF-gis) uitzonderlijke mogelijkheden aangetoond bij het scheiden van deuterium (D2) van waterstof (H2) bij 120 K (-153°C). Deze temperatuur, die het vloeibaarwordingspunt van aardgas overschrijdt, opent deuren voor grootschalige industriële toepassingen, waarbij mogelijk de bestaande LNG-infrastructuur wordt benut voor economische D2-productie. Het onderzoek, aangekondigd op 19 maart 2025 door een samenwerkend team waaronder UNIST, Soongsil University, Helmholtz-Zentrum Berlin en MLZ bij TUM, richt zich op de groeiende vraag naar deuterium, cruciaal voor halfgeleiders, weergaveapparaten en fusiebrandstof. Traditionele cryogene distillatiemethoden bij 20 K (-253°C) zijn energie-intensief. Het Cu-ZIF-gis-frame behoudt zijn effectiviteit bij hogere temperaturen dankzij de uitzetting van het rooster, waardoor gaspassage en scheiding via kwantumzeving worden vergemakkelijkt. In-situ röntgendiffractie (XRD) en quasi-elastische neutronenverstrooiing (QENS) experimenten bevestigden de roosteruitzetting en de verschillen in isotoopdiffusiviteit. Thermische desorptiespectroscopie (TDS) wees op stabiele D2-scheiding. Onderzoekers benadrukken het lagere energieverbruik en de verbeterde scheidingsefficiëntie van het materiaal in vergelijking met traditionele methoden, waardoor de weg wordt vrijgemaakt voor duurzame isotoopscheidingstechnologieën.