新西兰研究人员开发MOF以捕捉奶牛甲烷排放

在刘博士的领导下，研究小组正在设计金属有机框架（MOFs），以在挤奶期间从空气中分离肠胃甲烷。这项工作的开展背景是新西兰的国内天然气储备正在下降，包括Methanex在内的工业用户正在减少生产。

MOFs是一种结构，金属中心通过有机化合物连接。它们的晶格形成内部空穴，其化学性质可以针对特定气体进行调整。研究人员发现，一些设计可以结合甲烷，这是一种由于其非极性四面体结构而难以捕捉的分子。

早期测试发现一种基于铜的晶格在从流动的空气中提取甲烷方面特别有效。预期的设备将由安装在旋转式和鱼骨式挤奶棚中的被动提取风扇上方的模块化过滤器组成。这些风扇将从聚集在挤奶平台上的奶牛周围吸入空气。

新西兰大约有500万头奶牛，大部分全年在户外放牧。这使得在整个牧场系统中进行收集变得困难。然而，刘博士表示，挤奶期间仍然可以提供一个机会来捕捉该行业估计每年1700万吨的乳制品排放的一部分。

该项目已从实验室设计阶段推进到计算和多机构测试阶段。人工智能计算被用来模拟数百种分子组合，将范围缩小到约40种被认为可行且成本可接受的MOF候选者进行进一步评估。梅西大学的沙恩·泰尔费教授参与了这些试验。

由麦克迪阿迪研究所的亚历克斯·叶教授领导的工程团队将研究这一过程的经济性。他们的工作将评估过滤器释放的甲烷是否可以集中和净化，然后是否可以用于工业能源或在农场发电。此研究还针对新西兰估计的40亿至50亿美元的碳抵消需求，以达到其2030年国家自主贡献目标。