• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Kemi
    Lågkostnadskatalysator hjälper till att förvandla havsvatten till bränsle i stor skala

    Kredit:Pixabay/CC0 Public Domain

    Marinens strävan att driva sina fartyg genom att omvandla havsvatten till bränsle är ett steg närmare förverkligande.

    University of Rochester kemiingenjörer, i samarbete med forskare vid Sjöforskningslaboratoriet, University of Pittsburgh, och OxEon Energy, har visat att en kaliumbefrämjad molybdenkarbidkatalysator effektivt och tillförlitligt omvandlar koldioxid till kolmonoxid, ett kritiskt steg i processen.

    "Detta är den första demonstrationen att denna typ av molybdenkarbidkatalysator kan användas i industriell skala, " säger Marc Porosoff, biträdande professor i kemiteknik vid Rochester. I en tidning i Energi- och miljövetenskap , forskarna beskriver en uttömmande serie experiment som de utförde på molekylär, laboratorie- och pilotskalor för att dokumentera katalysatorns lämplighet för uppskalning.

    Om marinens fartyg kunde skapa sitt eget bränsle från havsvattnet de färdas genom, de kunde förbli i kontinuerlig drift. Förutom ett fåtal kärnkraftsdrivna hangarfartyg och ubåtar, de flesta marinens fartyg måste med jämna mellanrum anpassa sig vid tankfartyg för att fylla på sin eldningsolja, vilket kan vara svårt i hårt väder. Under 2014, ett team av Naval Research Laboratory ledd av Heather Willauer meddelade att de hade använt en katalysator för att extrahera koldioxid och väte från havsvatten och sedan omvandlat gaserna till flytande kolväten med en effektivitetsgrad på 92 procent.

    Sedan dess har fokus legat på att öka effektiviteten i processen och skala upp den för att producera bränsle i tillräckliga mängder.

    Koldioxiden som utvinns ur havsvatten är extremt svår att omvandla direkt till flytande kolväten med befintliga metoder. Så, det är nödvändigt att först omvandla koldioxid till kolmonoxid via reaktionen omvänd vatten-gasskifte (RWGS), som sedan kan omvandlas till flytande kolväten via Fischer-Tropsch-syntes (FTS). Vanligtvis, Katalysatorer för RWGS innehåller dyra ädelmetaller och deaktiveras snabbt under reaktionsförhållanden. Dock, den kaliummodifierade molybdenkarbidkatalysatorn är syntetiserad från lågkostnadskomponenter och visade inga tecken på deaktivering under kontinuerlig drift av den 10 dagar långa pilotstudien.

    Det är därför denna demonstration av molybdenkarbidkatalysator är viktig.

    Porosoff, som först började arbeta med projektet medan han tjänstgjorde som postdoktoral forskarassistent med Willauers team, upptäckte att tillsats av kalium till en molybdenkarbidkatalysator uppburen på en yta av gamma-aluminiumoxid kunde tjäna som en låg kostnad, stabil, och mycket selektiv katalysator för att omvandla koldioxid till kolmonoxid under RWGS.

    Kalium sänker energibarriären i samband med RWGS-reaktionen, medan gamma-aluminiumoxiden – markerad med spår och porer, ungefär som en svamp – hjälper till att säkerställa att molybdenkarbidkatalysatorpartiklarna förblir dispergerade, maximera den tillgängliga ytan för reaktion, säger Porosoff.

    För att avgöra om kaliumfrämjad molybdenkarbid också kan vara användbar för att fånga upp och omvandla koldioxid från kraftverk, labbet kommer att genomföra ytterligare experiment för att testa katalysatorns stabilitet när den utsätts för vanliga föroreningar som finns i rökgaser som kvicksilver, svavel, kadmium och klor.


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com