Đột phá trong phân tách đồng vị hydro ở nhiệt độ cao hơn

Trong một tiến bộ quan trọng đối với khoa học vật liệu, một khung imidazolate zeolit ​​dựa trên đồng (Cu-ZIF-gis) mới đã chứng minh khả năng vượt trội trong việc tách deuterium (D2) khỏi hydro (H2) ở 120 K (-153°C). Nhiệt độ này, vượt quá điểm hóa lỏng của khí tự nhiên, mở ra cánh cửa cho các ứng dụng công nghiệp quy mô lớn, có khả năng tận dụng cơ sở hạ tầng LNG hiện có để sản xuất D2 kinh tế. Nghiên cứu được công bố vào ngày 19 tháng 3 năm 2025 bởi một nhóm hợp tác bao gồm UNIST, Đại học Soongsil, Helmholtz-Zentrum Berlin và MLZ tại TUM, giải quyết nhu cầu ngày càng tăng đối với deuterium, rất quan trọng đối với chất bán dẫn, thiết bị hiển thị và nhiên liệu tổng hợp. Các phương pháp chưng cất đông lạnh truyền thống ở 20 K (-253°C) tiêu tốn nhiều năng lượng. Khung Cu-ZIF-gis duy trì hiệu quả của nó ở nhiệt độ cao hơn do sự giãn nở của mạng tinh thể, tạo điều kiện cho khí đi qua và tách biệt thông qua sàng lượng tử. Các thí nghiệm nhiễu xạ tia X tại chỗ (XRD) và tán xạ neutron gần đàn hồi (QENS) đã xác nhận sự giãn nở của mạng tinh thể và sự khác biệt về độ khuếch tán của đồng vị. Quang phổ giải hấp nhiệt (TDS) cho thấy sự phân tách D2 ổn định. Các nhà nghiên cứu nhấn mạnh mức tiêu thụ năng lượng thấp hơn và hiệu quả tách được nâng cao của vật liệu so với các phương pháp truyền thống, mở đường cho các công nghệ phân tách đồng vị bền vững.