将二氧化碳吸附成一定的金属有机骨架(MOFs)可以提供更环保的制冷替代品。胡安·曼努埃尔Bermúdez García和西班牙Coruña大学的同事们发现,一些MOFs可以在“呼出”CO的同时降低环境温度2.热变化很大,足以满足最关键的工业冷却要求。

一个移动的动图显示了冷却循环的方案,包括材料吸附然后释放二氧化碳

来源:胡安·曼努埃尔提供Bermúdez García

这种材料在释放储存的二氧化碳时吸收热量,可以用来冷却冰箱或驱动空调机组

当吸附不同气体时,MOFs有时会发生结构变化,使其孔隙扩大。因为这些转换类似于呼吸作用,所以它们被称为呼吸转换。

现在,研究人员第一次观察到热能的变化伴随着这些转变。当对苯二甲酸铝MOFs吸附加压CO时2时,这种材料的孔隙会扩张,从而升温。当气体再次被释放时,MOF收缩回原来的形状并吸收热量,这些热量可以用来冷却周围的环境。这种现象被称为呼吸热量效应,是外部刺激(如机械力和电磁场)导致冷却的一种效应。

研究人员声称,呼吸型MOFs可以取代用于制冷的氢氟碳化合物(HCFs)巨大的全球变暖潜力

该系统可以在-20至60°C之间工作,如果仅使用二氧化碳作为制冷剂,这是不可能的。相反其他备选方案, MOFs只需要低CO2同时显示出类似于氯氟烃和其他制冷剂的热变化。尽管这可能会刺激工业实施,但一些精确的特性仍然未知——包括在运行下触发的精确冷却温度转变。