Опция
Ако преобразувате CO2 в синтезен газ, получавате ценна суровина за химическата промишленост. Изследователи от TU Wien показват как това работи дори при стайна температура и околно налягане.
Всеки, който мисли за CO2, вероятно бързо ще се сети за термини като вреден за климата или отпадъчен продукт. Въпреки че CO2 беше там дълго време - чист отпадъчен продукт - все повече и повече процеси се разработват, с които парниковият газ може да се превърне в ценни суровини. Тогава химията говори за „химикали с добавена стойност“. Нов материал, който прави това възможно, е разработен във Виенския технологичен университет и наскоро е представен в списанието Communications Chemistry.
Изследователската група на Доминик Едер разработи нов материал, който улеснява превръщането на CO2. Това са MOCHA - това са органометални халкогенолатни съединения, които служат като катализатори. Резултатът от електрохимичното преобразуване е синтезиран газ, или накратко syngas, който е важна суровина за химическата промишленост.
CO2 става синтез газ
Синтезният газ е смес от въглероден окис (CO), водород (H2) и други газове и се използва като суровина за други вещества. Една от най-важните области на приложение е производството на торове, при което амонякът се произвежда от синтезен газ. Въпреки това може да се използва и за производството на горива като дизел или за производството на метанол, който се използва в горивните клетки. Тъй като извличането на CO2 от атмосферата е доста енергоемко, има смисъл CO2 да се извлича от промишлени предприятия. Оттам нататък може да служи като изходен материал за различни химикали.
Предишните методи обаче изискват високи температури и налягане, както и скъпи катализатори. Затова виенските изследователи потърсиха катализатори, с които синтетичен газ може да се произвежда и при ниски температури и околно налягане. „MOCHA работят по различен начин от използваните досега катализатори: Вместо топлина се подава електричество, за да активира катализатора и да инициира преобразуването на CO2 в синтезен газ“, обяснява младшият ръководител на групата Догукан Апайдин, който отговаря за методите за преобразуване на CO2 в изследователска група изследвания.
MOCHA като решаващи проблеми
MOCHA формират клас материали, които са разработени преди почти 20 години, но все още не са намерили приложение. Поради това органично-неорганичните хибридни материали набират популярност едва през последните години. Изследователите от TU разпознаха потенциала на MOCHA като катализатори и проведоха експерименти с тях за първи път. Те обаче са изправени пред редица проблеми: Предишните методи за синтез произвеждат само малки количества продукт и изискват много време. „Използвайки нашия метод за синтез, успяхме значително да увеличим количеството на продукта и да съкратим продължителността от 72 на пет часа“, обяснява Apaydin новия производствен процес за MOCHA.
Първите тестове показаха, че каталитичната производителност на MOCHA при производството на синтезен газ от CO2 е сравнима с тази на установените преди това катализатори. В допълнение, те изискват много по-малко енергия, тъй като цялата реакция може да се проведе при стайна температура. Освен това MOCHA се оказаха изключително стабилни. Те могат да се използват в различни разтворители, при различни температури или при различни условия на pH и запазват формата си дори след катализа.
Въпреки това има някои параметри, които екипът около Догукан Апайдин и докторантът Хана Рабл все още проучват. Използването на едни и същи електроди многократно за доставяне на енергия под формата на ток показва лек спад в производителността. Как връзката между MOCHA и електродите може да бъде допълнително подобрена, за да се предотврати този спад в производителността, сега се изследва в дългосрочни експерименти. „Все още сме на ранен етап от прилагането“, посочва Догукан Апайдин. „Харесва ми да сравнявам това със слънчевите системи, които преди 30 години бяха много по-сложни и скъпи за производство, отколкото днес. С подходяща инфраструктура и политическа воля обаче MOCHA могат да се използват широко и в бъдеще при превръщането на CO2 в синтезен газ и така да дадат своя принос за опазването на климата“, категоричен е Апайдин.
