Daha Yüksek Sıcaklıklarda Hidrojen İzotop Ayrımında Atılım

Malzeme biliminde önemli bir ilerleme olarak, yeni bir bakır bazlı zeolit imidazolat çerçevesi (Cu-ZIF-gis), döteryumu (D2) hidrojenden (H2) 120 K (-153°C)'de ayırmada olağanüstü yetenekler sergilemiştir. Doğal gazın sıvılaşma noktasını aşan bu sıcaklık, büyük ölçekli endüstriyel uygulamalar için kapılar açmakta ve potansiyel olarak ekonomik D2 üretimi için mevcut LNG altyapısından yararlanılmaktadır. 19 Mart 2025'te UNIST, Soongsil Üniversitesi, Helmholtz-Zentrum Berlin ve TUM'daki MLZ'yi içeren işbirlikçi bir ekip tarafından duyurulan araştırma, yarı iletkenler, ekran cihazları ve füzyon yakıtı için çok önemli olan döteryuma yönelik artan talebi ele almaktadır. 20 K (-253°C)'de geleneksel kriyojenik damıtma yöntemleri enerji yoğundur. Cu-ZIF-gis çerçevesi, kafes genişlemesi nedeniyle daha yüksek sıcaklıklarda etkinliğini koruyarak, kuantum eleme yoluyla gaz geçişini ve ayrılmasını kolaylaştırır. Yerinde X-ışını kırınımı (XRD) ve yarı elastik nötron saçılması (QENS) deneyleri, kafes genişlemesini ve izotop difüzyon farklılıklarını doğruladı. Termal desorpsiyon spektroskopisi (TDS), kararlı D2 ayrımını gösterdi. Araştırmacılar, malzemenin geleneksel yöntemlere kıyasla daha düşük enerji tüketimini ve gelişmiş ayırma verimliliğini vurgulayarak, sürdürülebilir izotop ayırma teknolojilerinin önünü açıyor.