Катализатор, который удаляет CO2 и выделяет углеводороды

поглощение CO2 и выделение углеводородов

В результате электролиза вода расщепляется на водород и кислород, но если в смесь также добавить СО2, то могут образовываться соединения полезные для получения текстиля, подгузников и даже спиртных напитков. Американские ученые во главе с испанцем разработали катализатор, который ускоряет эту реакцию, одновременно удаляя парниковый газ.

Команда исследователей из Канады и США разработала катализатор, который быстро и эффективно превращает диоксид углерода в простые химические вещества. Таким образом, они превращают наиболее важный парниковый газ в полезные продукты для промышленности.

«Технология водного электролиза хорошо известна: она превращают воду и электричество в водород и кислород, но в нашем случае мы в смесь добавляем CO2 и вместо получения водорода мы можем генерировать различные углеводороды, такие как этилен, который является наиболее широко используемым органическим соединением в мире», сказал исследователь Пелайо Гарсия де Аркер из Университета Торонто (Канада).

«Таким образом, — объясняет он, — мы можем получить сырье для производства таких изделий, как строительные материалы, текстиль, краска, компоненты электронных устройств, подгузники... или даже спиртные напитки».

Ключом к новому устройству является полимерное покрытие, которое облегчает транспортировку CO2 через поверхность металла или электрод катализатора. Диоксид углерода, вообще говоря, с трудом проникает в водные растворы и достигает всей поверхности этого материала; поэтому, когда поток электронов (электрический ток) увеличивается для проведения реакции, это недостаточно для преобразования CO2.

Но авторы, опубликовавшие свое исследование в журнале Science, показывают, что это ограничение можно преодолеть: «Мы обнаружили, что определенная конфигурация иономеров (полимеров, которые проводят ионы и воду к катализатору) позволяет нам значительно повысить легкость, с какой CO2 распределяется по каталитической поверхности, что позволяет нам достичь более высокой производительности», отмечает Гарсия.

Это иономерное покрытие содержит гидрофобные (водоотталкивающие) и гидрофильные (притягивающие воду) части сгруппированные вместе, чтобы сформировать ультратонкий слой размером около 10 нанометров, который помогает поддерживать реакцию газа CO2 и водорода в воде (H + протоны), так создается углеводород.

Более одного ампера на квадратный сантиметр

«Около двух лет назад системы электролиза CO2 были ограничены электрическими токами в десятки миллиампер на квадратный сантиметр, что означает, что только несколько молекул этого газа могут быть превращены во что-то полезное, — говорит исследователь, — но наше открытие позволяет им работать при токах, в сотни раз превышающих один ампер на квадратный сантиметр. Таким образом, могут быть преобразованы и другие молекулы CO2, достигая действий, которые были немыслимы несколько лет назад».

Еще одно преимущество, которое подчеркивает Гарсия, заключается в том, что источник электричества, необходимый для процесса, «может быть полностью возобновляемым, например, солнечная, ветровая или гидравлическая энергия, так что это также способ получения возобновляемых углеводородов».

В настоящее время исследователи работают над дальнейшим повышением эффективности системы и ее стабильности, которая, хотя сейчас составляет около десятков часов, все еще далека от тысяч часов работы водных электролизеров.

Источник: agenciasinc.es/en/News/The-catalyst-that-removes-CO2-and-produces-hydrocarbons

Эта запись опубликована в Суббота, 15 февраля, 2020 - 11:57. Вы можете оставить комментарий.

 
 

Оставить комментарий

 

Внимание! Ваш комментарий будет опубликован только после проверки на спам.

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :schu: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :njam: :mrgreen: :lol: :laila: :idea: :grin: :gaf: :foto: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: