Исследователи из Ульсанского национального института науки и технологий (UNIST) разработали революционный метод разделения дейтерия от обычного водорода. Это достижение, опубликованное в престижном журнале Angewandte Chemie International Edition, открывает новые перспективы в производстве топлива для термоядерного синтеза.
Профессора Воньянг Чо и Хьюнчул О из химического департамента UNIST создали инновационный пористый материал на основе металлоорганических каркасов (MOFs). Главное преимущество новой технологии заключается в возможности работы при температурах выше 111K (-162,15°C), что значительно эффективнее традиционных методов, требующих охлаждения до 20K (-253,15°C).
Ключевой особенностью разработки стал энтропийный подход к проектированию материала. Исследователи смешали различные органические лиганды, создав структурный беспорядок в кристаллической решетке MOFs. Такая структура состоит из металлических ионов, соединенных с органическими лигандами, образуя пористую кристаллическую сеть.
Процесс разделения изотопов основан на квантовом просеивании, использующем разницу в скорости диффузии между водородом и дейтерием. Увеличенная доля узких пор в материале позволяет эффективно отделять дейтерий от обычного водорода. Эффективность метода подтверждена рентгеновской дифракцией и экспериментами по прорыву водородных изотопов.
Данная технология представляет собой первое применение высокоэнтропийных пористых материалов для газового разделения. Это значительный шаг вперед в развитии чистой энергетики, открывающий новые возможности для будущих энергетических технологий.
Разработанный метод не только работает при более высоких температурах, но и демонстрирует большую эффективность по сравнению с существующими технологиями разделения изотопов. Это существенно снижает энергозатраты и упрощает процесс получения дейтерия для термоядерного топлива.
Созданная технология может значительно ускорить развитие термоядерной энергетики, предоставляя более доступный и эффективный способ получения необходимого топлива. Успешное внедрение этого метода способно приблизить человечество к практическому использованию термоядерного синтеза как источника чистой энергии.
Изображение носит иллюстративный характер
Профессора Воньянг Чо и Хьюнчул О из химического департамента UNIST создали инновационный пористый материал на основе металлоорганических каркасов (MOFs). Главное преимущество новой технологии заключается в возможности работы при температурах выше 111K (-162,15°C), что значительно эффективнее традиционных методов, требующих охлаждения до 20K (-253,15°C).
Ключевой особенностью разработки стал энтропийный подход к проектированию материала. Исследователи смешали различные органические лиганды, создав структурный беспорядок в кристаллической решетке MOFs. Такая структура состоит из металлических ионов, соединенных с органическими лигандами, образуя пористую кристаллическую сеть.
Процесс разделения изотопов основан на квантовом просеивании, использующем разницу в скорости диффузии между водородом и дейтерием. Увеличенная доля узких пор в материале позволяет эффективно отделять дейтерий от обычного водорода. Эффективность метода подтверждена рентгеновской дифракцией и экспериментами по прорыву водородных изотопов.
Данная технология представляет собой первое применение высокоэнтропийных пористых материалов для газового разделения. Это значительный шаг вперед в развитии чистой энергетики, открывающий новые возможности для будущих энергетических технологий.
Разработанный метод не только работает при более высоких температурах, но и демонстрирует большую эффективность по сравнению с существующими технологиями разделения изотопов. Это существенно снижает энергозатраты и упрощает процесс получения дейтерия для термоядерного топлива.
Созданная технология может значительно ускорить развитие термоядерной энергетики, предоставляя более доступный и эффективный способ получения необходимого топлива. Успешное внедрение этого метода способно приблизить человечество к практическому использованию термоядерного синтеза как источника чистой энергии.
