Separación de aire no criogénica con formato de aluminio Al ((HCOO) ₃ (ALF)

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Ingeniería Química
• Ciencia de la separación

Sus antecedentes:

• La producción de gas enriquecido con oxígeno es vital para aplicaciones industriales y médicas.
• Las tecnologías de separación actuales consumen mucha energía y se basan en la criogenia o en la adsorción de nitrógeno menos eficiente.
• Los métodos de adsorción directa de oxígeno ofrecen una mayor eficiencia, pero requieren materiales adecuados.

Objetivo del estudio:

• Investigar el potencial del marco metal-orgánico Al ((HCOO) 3 (ALF) para la separación eficiente del oxígeno del aire.
• Evaluar la selectividad de O2/N2 y la capacidad de adsorción de ALF a bajas temperaturas.
• Explorar modificaciones sintéticas para mejorar el rendimiento de ALF.

Principales métodos:

• Isotermas de adsorción de gas y experimentos innovadores.
• Difracción de polvo de rayos X de neutrones y sincrotrones.
• Espectroscopia Raman y estudios computacionales.
• Experimentos de adsorción conjunta para verificar la selectividad.

Principales resultados:

• ALF demuestra una adsorción sustancial de O2 (≈1,7 mmol/g a 190 K) y una alta selectividad de O2/N2 (50-125).
• Se observó una adsorción efectiva de O2 a las temperaturas relevantes (190 K y 250 K).
• La cinética inicial de adsorción de O2 es rápida, lo que sugiere viabilidad para aplicaciones con cambios de temperatura.

Conclusiones:

• El ALF es un material de bajo coste y fácil preparación con una excelente selectividad de O2/N2 para la separación del aire.
• Su rendimiento a bajas temperaturas lo convierte en un candidato prometedor para la separación de aire rentable.
• Las estrategias sintéticas, como las soluciones sólidas de Al/Fe, pueden mejorar aún más la cinética.