варіант
Якщо перетворити СО2 на синтез-газ, ви отримаєте цінну сировину для хімічної промисловості. Дослідники з TU Wien показують, як це працює навіть за кімнатної температури та тиску навколишнього середовища.
Будь-хто, хто думає про CO2, швидше за все, швидко згадає про такі терміни, як шкідливий для клімату або відходи. У той час як CO2 був там протягом тривалого часу - чистий продукт відходів - розробляється все більше і більше процесів, за допомогою яких парниковий газ можна перетворити на цінну сировину. Тоді хімія говорить про «хімічні речовини з доданою вартістю». Новий матеріал, який робить це можливим, був розроблений у Віденському технологічному університеті та нещодавно представлений у журналі Communications Chemistry.
Дослідницька група Домініка Едера розробила новий матеріал, який полегшує перетворення CO2. Це MOCHA - це металоорганічні халькогенолятние сполуки, які служать каталізаторами. Результатом електрохімічного перетворення є синтез-газ, або скорочено синтез-газ, який є важливою сировиною для хімічної промисловості.
CO2 стає синтез-газом
Синтетичний газ є сумішшю окису вуглецю (CO), водню (H2) та інших газів і використовується як сировина для інших речовин. Однією з найважливіших сфер застосування є виробництво добрив, при якому аміак виробляють із синтез-газу. Однак його також можна використовувати для виробництва палива, такого як дизельне паливо, або для виробництва метанолу, який використовується в паливних елементах. Оскільки вилучення CO2 з атмосфери досить енергоємне, має сенс видобувати CO2 на промислових підприємствах. Тому він може служити вихідним матеріалом для різних хімічних речовин.
Однак попередні методи вимагають високих температур і тиску, а також дорогих каталізаторів. Тому віденські дослідники шукали каталізатори, за допомогою яких синтетичний газ також можна виробляти за низьких температур і тиску навколишнього середовища. «MOCHA працюють інакше, ніж каталізатори, які використовувалися досі: замість тепла для активації каталізатора та ініціювання перетворення CO2 на синтез-газ подається електроенергія», — пояснює молодший керівник групи Догукан Апайдін, який відповідає за методи перетворення CO2 у дослідження дослідницької групи.
MOCHA як рішення проблем
MOCHA утворюють клас матеріалів, які були розроблені майже 20 років тому, але досі не знайшли застосування. Таким чином, органічно-неорганічні гібридні матеріали набули популярності лише в останні роки. Дослідники TU визнали потенціал MOCHA як каталізаторів і вперше провели з ними експерименти. Однак вони зіткнулися з низкою проблем: попередні методи синтезу давали лише невелику кількість продукту та вимагали багато часу. «Використовуючи наш метод синтезу, ми змогли значно збільшити кількість продукту та скоротити тривалість із 72 до п’яти годин», — пояснює Апайдін новий процес виробництва MOCHA.
Перші випробування показали, що каталітична продуктивність MOCHA у виробництві синтез-газу з CO2 порівнянна з каталізаторами, встановленими досі. Крім того, вони потребують набагато менше енергії, оскільки всю реакцію можна проводити при кімнатній температурі. Крім того, MOCHA виявилися надзвичайно стабільними. Їх можна використовувати в різних розчинниках, при різних температурах або за різних умов pH, і вони зберігають свою форму навіть після каталізу.
Тим не менш, є деякі параметри, які команда навколо Догукана Апайдіна та докторантки Ханни Рабл все ще досліджує. Багаторазове використання одних і тих самих електродів для доставки енергії у вигляді струму демонструє незначне зниження продуктивності. Як зв’язок між MOCHA та електродами можна ще більше покращити, щоб запобігти цьому падінню продуктивності, зараз досліджується в довгострокових експериментах. «Ми все ще перебуваємо на ранній стадії застосування», — зазначає Догукан Апайдін. «Мені подобається порівнювати це з сонячними системами, які 30 років тому були набагато складнішими та дорожчими у виробництві, ніж сьогодні. Однак за наявності відповідної інфраструктури та політичної волі MOCHA також можуть широко використовуватися в майбутньому для перетворення CO2 на синтез-газ і таким чином зробити свій внесок у захист клімату», – впевнений Апайдін.
