Ett ovanligt ämne känt som "torrt vatten", som liknar strösocker, kan ge ett nytt sätt att absorbera och lagra koldioxid, den stora växthusgasen som bidrar till den globala uppvärmningen, rapporterade forskare vid det 240:e nationella mötet American Chemical Society.
Puldret är lovande för ett antal andra användningsområden, sa de. Det kan till exempel vara ett grönare och mer energieffektivt sätt att få fart på de kemiska reaktioner som används för att tillverka hundratals konsumentprodukter. Torrvatten kan också ge ett säkrare sätt att lagra och transportera potentiellt skadliga industrimaterial.
"Det finns inget annat som liknar det", sa Ben Carter, Ph. D., forskare för studieledaren professor Andrew Cooper. "Förhoppningsvis kan vi se "torrt vatten" skapa vågor i framtiden."
Carter förklarade att ämnet blev känt som "torrt vatten" eftersom det består av 95 procent vatten och ändå är ett torrt pulver. Varje pulverpartikel innehåller en vattendroppe omgiven av modifierad kiseldioxid, det som utgör vanlig strandsand. Kiseldioxidbeläggningen hindrar vattendropparna från att kombineras och förvandlas till vätska igen. Resultatet är ett fint pulver som kan slurpa upp gaser, som kemiskt kombineras med vattenmolekylerna för att bilda vad kemister kallar ett hydrat.
Torrvatten upptäcktes 1968 och fick uppmärksamhet för dess potentiella användning i kosmetika. Forskare vid University of Hull, U. K. återupptäckte den 2006 för att studera dess struktur, och Coopers grupp vid University of Liverpool har sedan dess utökat sitt utbud av potentiella tillämpningar.
En av de senaste handlar om att använda torrt vatten som lagringsmaterial för gaser, inklusive koldioxid. I laboratorieskala forskning fann Cooper och hans medarbetare att torrt vatten absorberade mer än tre gånger så mycket koldioxid som vanligt, okombinerat vatten och kiseldioxid under samma tidsrymd. Denna förmåga att absorbera stora mängder koldioxidgas som ett hydrat kan göra den användbar för att hjälpa till att minska den globala uppvärmningen, föreslog forskarna.
Cooper och kollegor har i tidigare studier visat att torrt vatten också är användbart för att lagra metan, en komponent i naturgas, och kan hjälpa till att utöka användningen som en framtida energikälla. I synnerhet hoppas de att ingenjörer kan använda pulvret för att samla in och transportera strandade fyndigheter av naturgas. Detta finns också på havsbotten i form av gashydrater, en form av frusen metan som även kallas "isen som brinner". Pulvret kan också ge ett säkrare och bekvämare sätt att lagra metanbränsle för användning i fordon som drivs med naturgas."En hel del arbete återstår att göra innan vi kan nå det stadiet", tillade Carter.
I en annan potentiell ny applikation visade forskarna också att torrt vatten är ett lovande sätt att påskynda katalyserade reaktioner mellan vätgas och maleinsyra för att producera bärnstenssyra, en råvara eller råvara som ofta används för att göra läkemedel, livsmedel ingredienser och andra konsumentprodukter. Tillverkare måste vanligtvis röra ihop dessa ämnen för att få dem att reagera. Genom att utveckla torra vattenpartiklar som innehåller maleinsyra visade Cooper och kollegor att de kunde påskynda syrans reaktion med väte utan omrörning, vilket resulterade i en grönare och mer energieffektiv process.
"Om du kan ta bort behovet av att röra upp dina reaktioner, så gör du potentiellt avsevärda energibesparingar", sa Carter.
Prof. Coopers team beskriver ytterligare en ny applikation där torrvattenteknologi visar lovande för lagring av vätskor, särskilt emulsioner. Emulsioner är blandningar av två eller flera oblandbara vätskor, såsom olja och vattenblandningen i majonnäs. Forskarna visade att de kunde omvandla en enkel emulsion till ett torrt pulver som liknar torrt vatten. Det resulterande pulvret kan göra det säkrare och enklare för tillverkare att lagra och transportera potentiellt skadliga vätskor.
Carter noterade att han och hans kollegor söker kommersiellt eller akademiskt samarbete för att vidareutveckla torrvattenteknologin. U. K. Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC) och Center for Materials Discovery gav finansiering och tekniskt stöd för denna studie.
