Предложен метод улучшения производства топлива из углекислого газа

Фото из открытых источников

Химикам из Даляньского института химической физики Китайской академии наук удалось создать новый катализатор для эффективной трансформации углекислого газа в метанол, что позволит утроить объемы производства топлива в сравнении со стандартными аналогами. Статья с результатами работы опубликована в журнале Chem.

Утилизацию углекислого газа путём превращения в метанол считают перспективной технологией зеленой энергетики. Но процесс представляет серьезные технологические трудности. Реакция более продуктивна при низких температурах. Но в данных условиях углекислый газ активируется очень медленно, снижая общий КПД системы.

При повышении температуры процесс ускоряется, но и приводит к запуску нежелательной побочной реакции. В итоге вместо метанола синтезируется угарный газ. Долгое время учёные искали компромисс между скоростью и избирательностью реакции.

Авторы нового исследования решили проблему при помощи изменения структуры поверхности катализатора, применив методику пространственного разделения активных центров. Вместо параллельного течения всех этапов на одних и тех же участках, они решили разные стадии процесса проводить в отдельных зонах.

Углекислый газ оседает и активируется на центрах диоксида циркония, там идёт последовательное соединение с водородом. В это время медные центры катализатора заняты только расщеплением молекулярного водорода.

Новый механизм реакции минимизирует синтез побочного угарного газа, обеспечивая стабильный выход метанола. В условиях температур в 300°C эффективность новой системы оказалась втрое выше показателей стандартных медно-цинково-алюминиевых катализаторов.