선택권
CO2를 합성가스로 전환하면 화학산업의 귀중한 원료가 된다. TU Wien의 연구원들은 이것이 실온 및 주변 압력에서도 어떻게 작동하는지 보여줍니다.
CO2를 생각하는 사람이라면 누구나 기후에 유해하거나 폐기물과 같은 용어를 금방 생각할 것입니다. CO2는 오랫동안 존재했지만(순수한 폐기물) 온실 가스를 가치 있는 원료로 전환할 수 있는 공정이 점점 더 많이 개발되고 있습니다. 그런 다음 화학은 "부가가치 화학 물질"에 대해 말합니다. 이를 가능하게 하는 새로운 물질이 비엔나 공과대학에서 개발되었으며 최근 Communications Chemistry 저널에 발표되었습니다.
Dominik Eder의 연구팀은 CO2 전환을 촉진하는 새로운 물질을 개발했습니다. 이들은 MOCHA입니다. 이들은 촉매 역할을 하는 유기 금속 칼코제놀레이트 화합물입니다. 전기화학적 전환의 결과물은 합성가스, 줄여서 syngas로 화학산업의 중요한 원료이다.
CO2가 합성 가스가 됨
합성가스는 일산화탄소(CO), 수소(H2) 및 기타 가스의 혼합물로 다른 물질의 원료로 사용됩니다. 가장 중요한 응용 분야 중 하나는 합성 가스에서 암모니아를 생산하는 비료 생산입니다. 그러나 디젤과 같은 연료 생산이나 연료 전지에 사용되는 메탄올 생산에도 사용할 수 있습니다. 대기에서 CO2를 추출하는 것은 상당히 에너지 집약적이기 때문에 산업 플랜트에서 CO2를 추출하는 것이 이치에 맞습니다. 따라서 거기에서 다양한 화학 물질의 출발 물질 역할을 할 수 있습니다.
그러나 기존의 방법은 고가의 촉매뿐만 아니라 고온 및 고압이 필요합니다. 따라서 비엔나 연구원들은 저온 및 주변 압력에서도 합성 가스를 생성할 수 있는 촉매를 찾았습니다. "MOCHA는 지금까지 사용된 촉매와는 다르게 작동합니다. 열 대신 전기가 공급되어 촉매를 활성화하고 CO2를 합성 가스로 변환하기 시작합니다." 연구 그룹 연구.
문제 해결사로서의 MOCHA
MOCHA는 거의 20년 전에 개발되었지만 아직 응용 분야를 찾지 못한 재료 종류를 형성합니다. 따라서 유기-무기 하이브리드 재료는 최근 몇 년 동안 인기를 얻었습니다. TU 연구원들은 촉매로서 MOCHA의 잠재력을 인식하고 처음으로 실험을 수행했습니다. 그러나 그들은 많은 문제에 직면했습니다. 이전 합성 방법은 소량의 생성물만 생성하고 많은 시간이 필요했습니다. "우리의 합성 방법을 사용하여 제품의 양을 크게 늘리고 지속 시간을 72시간에서 XNUMX시간으로 단축할 수 있었습니다.
첫 번째 테스트에서는 CO2에서 합성 가스를 생산할 때 MOCHA의 촉매 성능이 지금까지 확립된 촉매와 비슷하다는 것을 보여주었습니다. 또한 전체 반응이 실온에서 수행될 수 있기 때문에 훨씬 적은 에너지가 필요합니다. 또한 MOCHA는 매우 안정적인 것으로 입증되었습니다. 그들은 다른 용매, 다른 온도 또는 다른 pH 조건에서 사용할 수 있으며 촉매 작용 후에도 모양을 유지합니다.
그럼에도 불구하고 Dogukan Apaydin 주변의 팀과 박사 과정 학생 Hannah Rabl이 여전히 연구하고 있는 몇 가지 매개 변수가 있습니다. 동일한 전극을 여러 번 사용하여 에너지를 전류 형태로 전달하면 성능이 약간 떨어집니다. 이러한 성능 저하를 방지하기 위해 MOCHA와 전극 사이의 연결을 어떻게 더 개선할 수 있는지가 현재 장기 실험에서 연구되고 있습니다. Dogukan Apaydin은 "우리는 아직 적용 초기 단계에 있습니다."라고 지적합니다. “저는 이것을 30년 전에는 오늘날보다 훨씬 더 복잡하고 생산 비용이 많이 들었던 태양광 시스템과 비교하고 싶습니다. 그러나 올바른 인프라와 정치적 의지가 있다면 MOCHA는 미래에 CO2를 합성 가스로 전환하는 데 널리 사용될 수 있으므로 기후 보호에 기여할 수 있습니다."라고 Apaydin은 확신합니다.
