Гелий является вторым по распространению химическим элементом во вселенной с долей около 25%. Однако в атмосферном воздухе Земли его содержание составляет менее 0,0005%. При этом гелий широко используется во многих отраслях промышленности, таких как электроника, авиастроение, лазерная и ракетная отрасли.

Получение гелия из природного газа осуществляется криогенным, мембранным и адсорбционными методами газоразделения. Вторая технология основана на разделении газовой смеси мембранами. Третий метод предполагает фильтрацию примесей газовой смеси путем пропускания ее через колонку с адсорбентом. Первая технология наименее эффективна.

Металл-органические координационные полимеры рассматриваются в качестве перспективных материалов для получения гелия. Эти пористые материалы представляют собой совокупность металлических кластеров, соединенных органическими структурными единицами. Множество комбинаций обеспечивает многообразие структур данных материалов.

По сообщению Института катализа СО РАН, сотрудниками организации определены координационные полимеры, наиболее подходящие для извлечения гелия из природного газа.

Результаты получены путем анализа более 10 тыс. вариантов таких материалов методом компьютерного моделирования на эффективность в процессах адсорбционного и мембранного газоразделения гелийсодержащих смесей. Она определяется такими параметрами, как плотность, пористость, размер пор, диаметр полостей, доступные поверхность и объем пор.

На основе анализа выбранных вариантов ученые определили их основные структурные параметры.

Исследователи отметили, что металл-органические координационные полимеры, помимо гелия, одновременно селективны по метану и азоту, что дает им преимущество перед материалами, селективными только по гелию.