Ein neues Glas für die Energiewende
Ein internationales Forscherteam hat ein modifiziertes Metall‑Organisches‑Framework‑Glas (MOF‑Glas) entwickelt, das Gase wie Kohlendioxid und Wasserstoff effektiv einlagern kann. Die Innovation basiert auf dem bekannten porösen Material ZIF‑62, das nach dem Schmelzen und anschließendem Abkühlen seine innere Porosität größtenteils behält.
Warum bisherige MOF‑Gläser problematisch waren
Traditionelle MOF‑Gläser erfordern Temperaturen über 300 °C, um weicher zu werden – ein Punkt, an dem das Netzwerk bereits zu zerfallen droht. Diese enge Temperaturschwelle erschwerte die industrielle Fertigung und hielt breitere Anwendungen bislang zurück.
Alte Glas‑Tricks in modernem Gewand
Durch die Zugabe kleiner Mengen Natrium‑ oder Lithiumverbindungen lässt sich die Schmelztemperatur deutlich reduzieren. Die zusätzlichen Ionen ersetzen teilweise Zinkatome im Netzwerk, schwächere Bindungen erzeugen ein lockeres Gitter, das bereits bei niedrigeren Temperaturen formbar wird. Dieses Prinzip ist seit Jahrhunderten beim herkömmlichen Glas bekannt und wird nun erfolgreich auf hybride Materialien übertragen.
Methoden und Erkenntnisse
Mittels hochauflösender Messungen und KI‑gestützter Modellierung konnten die Wissenschaftler den genauen Einfluss der Natrium‑Ionen auf die atomare Struktur nachweisen. Die Analyse zeigte, dass das veränderte Netzwerk nicht nur einfacher zu verarbeiten ist, sondern seine Poren für die Gasbindung erhalten bleiben.
Potenzielle Anwendungen
Das neuartige MOF‑Glas eröffnet Perspektiven für effiziente Gasspeicher, insbesondere zur CO₂‑Abscheidung aus der Luft und zur sicheren Lagerung von Wasserstoff als saubere Energiequelle. Weiterhin könnten daraus fortschrittliche Membranen, Beschichtungen und Trennverfahren entstehen, die die Energietransition unterstützen.
Ausblick und offene Fragen
Trotz des Durchbruchs stehen weitere Untersuchungen an: Die langfristige Stabilität des Materials, seine Verhaltensprognosen unter realen Betriebsbedingungen und die Skalierbarkeit der Herstellung müssen noch umfassend evaluiert werden.
Source: https://scientias.nl/nieuw-slim-glas-kan-helpen-bij-opslag-van-co2-en-waterstof/#respond
