Alexander Vitkovski (alev_biz) wrote,
Alexander Vitkovski
alev_biz

Category:

Углекислый газ превращается в топливо и пластмассы. Как создать эффективный катализатор

Уровни содержания углекислого газа в атмосфере продолжают расти, и во всём мире идёт поиск доступного способа расщепления молекул CO2 для получения чего-нибудь полезного.

Углекислый газ превращается в топливо и пластмассы. Как создать эффективный катализатор

Исследователи из Брауновского университета (Brown University) нашли способ тонкой настройки медного катализатора для получения из CO2 сложных углеводородов — продуктов C2+ — с исключительной эффективностью.



В опубликованных в Nature Communications материалах исследования говорится о катализаторе, который позволяет производить соединения C2+ с выходом по току до 72% (речь о том, насколько эффективно электрическая энергия используется для преобразования углекислого газа в продукты химической реакции).

Это намного лучше, чем заявленная эффективность других катализаторов для реакций C2+, заявляют авторы. Более того — процесс подготовки катализатора может быть довольно легко масштабирован до промышленного уровня, что делает возможным использование нового катализатора в крупномасштабных проектах по переработке CO2.

«Описаны всевозможные способы обработки меди, которые могли бы способствовать производству этих C2+ с различной эффективностью, — говорит профессор Тайхас Палмор (Tayhas Palmore), соавтор статьи, первый автор которой — её студент Тэхи Ким (Taehee Kim). — То, что проделал Тэхи, было набором экспериментов, чтобы выяснить, что каждая из стадий обработки делает с катализатором с точки зрения его реакционной способности, что указало путь к оптимизации катализатора для производства мультиуглеродных соединений».

Палмор отмечает, что в последние годы достигнуты большие успехи в разработке медных катализаторов для синтеза одноуглеродных молекул. Например, Палмор и её команда недавно разработали медный вспененный катализатор, который может эффективно производить муравьиную кислоту, важный одноуглеродный химикат. Но растёт потребность в реакциях, которые помогут производить и продукты C2+.

«В конечном счёте, каждый стремится увеличить количество углерода в продукте до уровня производства более высокоуглеродистого топлива и химических веществ», — говорит Палмор.

Предыдущие исследования показали, что галогенирование меди (покрытие медной поверхности атомами хлора, брома или йода в присутствии электрического потенциала) может повысить селективность катализатора по отношению к продуктам C2+. Ким экспериментировал с различными методами галогенирования, сосредоточив внимание на том, какие галогенные элементы и какие электрические потенциалы дают катализаторы с наилучшей производительностью в реакции CO2 — C2+. Он нашёл оптимальный рецепт, показывающий выход по току от 70,7% до 72,6%, что намного выше, чем у любого другого медного катализатора.

Что же делает катализатор таким хорошим? Образцы с наибольшей эффективностью имели большое количество поверхностных дефектов — крошечных трещин в галогенированной поверхности. Эти «дефектные» участки, по-видимому, являются ключом к высокой селективности катализаторов по отношению к одному из продуктов C2+ — этилену, который далее может быть полимеризован и использован для изготовления пластмасс.

В конечном итоге подобный катализатор может использоваться для крупномасштабной переработки углекислого газа. Было бы хорошо улавливать CO2, производимый промышленными предприятиями и превращать его в полезные соединения.

«Мы работали с лабораторными катализаторами в ходе наших экспериментов, но могли бы получить катализатор практически любого размера, используя разработанный метод», — утверждает Палмор.




Ссылка на источник

Tags: технологии, химия, экология
Subscribe

Posts from This Journal “химия” Tag

Buy for 20 tokens
По поводу моего вчерашнего поста "Я разорён", каюсь, был не прав, однако получил очень полезный фитбек. Об этом подробно... (фото: Яндекс Картинки, кадр из к/ф Во все тяжкие) Возможно было глупо использовать стандартную подачу информации, а именно "кликбейт", когда пишу…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 1 comment