Китайские ученые создали новый катализатор на базе наночастиц железа,
способный «вечно» превращать обычный углекислый газ и водород в смесь
углеводородов, похожих на бензин, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.
«За последние 200 лет, уголь, нефть и газ были главными двигателями нашей цивилизации, основой ее
экономического и социального развития. Сжигание топлива привело к
выбросу гигантского количества СО2 в атмосферу, что сегодня вызывает
негативные изменения климата.
 Превращение
СО2 в топливо и химикаты не только поможет нам бороться с потеплением,
но и решит проблему исчерпания полезных ископаемых», — заявляют Цзянь
Сунь (Jian Sun) из Института химической физики в Даляне (Китай) и его
коллеги.
В последние годы ученые активно пытаются найти способ превращения
атмосферного СО2 в биотопливо и другие полезные вещества. К примеру, в
июле прошлого года физики из Чикаго сконструировали солнечную батарею,
которая использует энергию света для расщепления СО2 и производства
угарного газа и водорода, а в октябре их коллеги из Национальной
лаборатории в Оак-Ридж создали катализатор, преобразующий углекислоту в
обычный спирт.
В принципе, и то и другое уже можно использовать для запасания
энергии, однако у этих катализаторов есть два больших недостатка. Они
быстро выходят из строя и требуют очистки через несколько десятков часов
работы, а также выделяют много побочных продуктов.
Сунь и его команда решили обе эти проблемы – их катализатор
преобразует фактически всю углекислоту в углеводороды, составляющие
основу бензина и других высокооктановых видов топлива, и при этом
работает как минимум 1000 часов (полтора месяца) в «обычных»
промышленных условиях.
Он состоит из двух компонентов – наночастиц из соединения оксида железа и натрия, а также так называемых цеолитов.
Цеолиты представляют собой полые наночастицы из силиката алюминия,
которые сегодня широко применяются для очистки воды и для «упаковки»
различных катализаторов, попадание молекул которых внутрь цеолитов
заметно меняет их свойства и часто заставляет их вести себя гораздо
активнее, чем в свободном виде.
Как отмечают ученые, каждый компонент в данном случае играет разную
роль – наночастицы железа «разрывают» молекулы углекислоты и заставляют
ее соединяться с атомами водорода, а цеолиты и их начинка – способствуют
объединению подобных «полуфабрикатов» в длинные цепочки углеводородов.
Комбинация этих компонентов, по словам китайских химиков, позволяет добиться фактической «вечности» такого катализатора.
Его эффективность, как отмечают ученые, снизилась всего на 6% в
первые 300 часов работы и потом не менялась, что говорит о том, что он
стабилен и будет оставаться в таком виде гораздо дольше, чем 1000 часов.
Кроме того, 96% углекислоты преобразуется в аналог бензина, и лишь 4%
СО2 превращается в метан.
Более того, «букет» углеводородов можно гибко менять, повышая или
понижая доли водорода и СО2 в смеси и варьируя тип цеолита, который
используется в качестве «упаковки» для наночастиц железа.
Используя солнечные батареи в качестве источника энергии для нагрева
этой смеси газов и ее прокачки через катализатор, можно эффективно и
достаточно дешево запасать солнечную энергию в виде привычного для всех
топлива, не причиняя при этом вреда окружающей среде, заключают Сунь и
его коллеги. Источник: РИА Новости
Рейтинг публикации:
|
