Kredit:Shutterstock
Ryska forskare har utvecklat en ny, mycket effektiv katalysator för industriell koldioxidbearbetning som gör processen enkel och billig. Forskare från MISIS University, Lomonosov Moscow State University och Zelinsky Institute of Organic Chemistry deltog i studien. Resultaten har publicerats i Materials .
Ett av de lovande sätten att bearbeta växthusgasrelaterad koldioxid är genom reaktionen av dess interaktion med väte. Enligt forskarna kan de värdefulla produkterna av denna reaktion vara syntesgasen, olika kolväten och alkoholer som ofta används i den kemiska industrin. Vetenskapliga team runt om i världen kämpar för att hitta tillräckligt effektiva och hållbara katalysatorer (föreningar som påskyndar förloppet av den kemiska reaktionen) som kommer att möjliggöra uppskalning av koldioxidbearbetning för en grön ekonomi.
Forskare från MISIS University har tillsammans med sina kollegor från Lomonosov Moscow State University och Zelinsky Institute of Organic Chemistry utvecklat en ny förenklad metod för att tillverka industriella kobolt-nickel-katalysatorer för koldioxidbearbetning.
"Våra katalysatorer är en bulklegering med en porös yta och korn i nanoskala som bildar skummande högaktiva partiklar. På grund av denna struktur och den synergistiska interaktionen av Co med Ni, kännetecknas katalysatorerna av en mer intensiv interaktion med CO2 molekyler och hög stabilitet, jämfört med befintliga analoger (aktivt element dispergerat på en keramisk bärare)", förklarade Sergey Roslyakov, seniorforskare vid NUST MISIS.
Forskarna fokuserade på tre problem:att utforska möjligheterna till fullt utnyttjande av koldioxid (som förstärker växthuseffekten på planeten), samt att förenkla produktionen av effektiva katalysatorer och skapa katalysatorer baserade på tillgängliga råmaterial.
"Vårt arbete kännetecknas av den snabba och enkla syntesen av material via förbränning av reaktiva sol-geler. I vårt tillvägagångssätt räcker det med att applicera obetydlig energi för att värma upp en liten volym av provet, upp till en kubikmillimeter i storlek, och sedan fortsätter syntesen i ett självförsörjande läge utan extra energikostnader," sa Roslyakov.
Användningen av icke-standardiserade syntesmetoder har avsevärt minskat energi- och resurskostnaderna vid produktion och användning av katalysatorerna. Enligt författarna bidrar kobolt till bildandet av en porös svampliknande mikrostruktur av katalysatorn och tredubblar också nickels katalytiska egenskaper.
Eftersom hela volymen av katalysatorn består av en metallegering har den en mycket högre värmeledningsförmåga jämfört med keramiska bärare. Som de förklarar ökar detta materialets stabilitet avsevärt under långvarig användning.
"Vi har förenklat metoden för materialberedning och undvikit långa och icke-triviala steg av smältning, sprutning, rengöring, applicering av aktiva komponenter på den strukturbildande bäraren och andra. Trots den förenklade syntesprocessen och katalysatorns sammansättning har vi har erhållit en konkurrenskraftig teknik för katalytisk omvandling av koldioxid," tillade Roslyakov.
I framtiden har forskargruppen för avsikt att fortsätta sökandet efter nya effektiva och stabila katalysatorer. + Utforska vidare
