Organische kristalstructuur biedt opslagruimte voor waterstof en andere gassen

Aan de UCLA in Los Angeles zijn boorhoudende organische bouwstenen ontwikkeld die samen een uiterst luchtig raamwerk kunnen vormen. Daarbij koppelen ze zichzelf met stevige, covalente bindingen en zijn daardoor thermisch stabiel bij temperaturen boven de 400 graden Celsius. De structuren zouden bruikbaar moeten zijn om gassen tijdelijk op te slaan voor toepassingen in de wereld van de alternatieve energie, zo claimt onderzoeksleider Omar Yaghi in Science.

Een van de varianten, aangeduid als COF-108, vormt een kristal met een dichtheid van 0,17 g/cm3. Volgens Yaghi is dat de laagste dichtheid de ooit bij een kristal is gemeten.

COF staat voor ‘covalent organic framework’. De bouwstenen zijn de tetraëdrisch gevormde verbindingen tetra(4-dihydroxyborylfenyl)methaan en -silaan, en het driehoekige 2,3,6,7,10,11-hexahydroxytrifenyleen. Ze assembleren zich via condensatiereacties tot kristallijne driedimensionale netwerken. Yaghi noemt het ‘reticular chemistry’.

De structuren zijn uiterst poreus. COF-108 heeft een oppervlakte van meer dan 4500 vierkante meter per gram. Zowel de porositeit als de poriegrootte laten zich instellen door het gebruik van verschillende bouwstenen.

Yaghi denkt de COF’s te gebruiken voor veilige opslag van waterstof of methaan als brandstof. Ook zou je er koolstofdioxide mee kunnen afvangen in de schoorsteen van kolencentrales.

bron: UCLA