Создан катализатор, способный превращать CO2 в муравьиную кислоту

Фото из открытых источников

Исследовательской группой из специалистов Китая и России разработан долговечный катализатор на основе частиц оксида индия в оболочке из углерода. Он способен эффективно трансформировать молекулы углекислого газа в муравьиную кислоту, являющуюся ценным сырьем для химической промышленности.

ТАСС со ссылкой на сообщение пресс-службы НИУ ВШЭ рассказывает о подробностях проекта, упрощающего технологию переработки углекислого газа и делающего ее доступнее для промышленного применения.

Процесс стал более устойчивым и приспособленным для масштабирования в условиях реального производства. Технология электрохимического восстановления углекислого газа может быть полезной не только для синтеза муравьиной кислоты, но и для иных способов переработки CO2, поясняют авторы идеи.

В последнее десятилетие ученые предложили десятки катализаторов, помогающих расщеплять углекислый газ, превращая его в другие органические соединения, что теоретически пригодны для применения в роли топлива или сырья для химической промышленности. Но они почти не применяются на практике, поскольку имеют низкий КПД и высокую стоимость реагентов, а сами катализаторы недолговечны.

Низкую эффективность процесса обеспечивает водород, выделяющийся при электрохимическом восстановлении СО2 как побочная реакция. Один из способов предотвращения - использование щелочных растворов с большим числом ионов калия. Но это удорожает процесс и даёт образование осадков, засоряющих реактор и тормозящих его работу. А использование кислой среды быстро разрушает катализаторы.

В последнем опыте ученые нашли решение проблемы через покрытие частиц катализатора на базе оксида индия (In2O3) тонким слоем углерода. Эта прослойка, как продемонстрировали компьютерные расчеты, служит защитой материала от разрушения в кислой среде и генерирует электрическое поле, которое удерживает ионы калия у его поверхности. Калий поэтому не выпадает в осадок, подавляются и побочные реакции.

Результаты этих расчетов были проверены в опытах. Они подтвердили результативность метода. Даже в очень кислой среде при малом числе ионов калия катализатор был активен на протяжении свыше 100 часов при уровне эффективности в 98,9%.