Проривна технологія перетворює "забруднювачі" на чисте джерело енергії: що відомо

Національна лабораторія США в Оук-Ріджі (ORNL) розробила новий каталізатор, який може прискорити хімічну реакцію, звану "сухим риформінгом метану". Цей процес перетворює метан і вуглекислий газ на цінний синтез-газ — суміш водню та оксиду вуглецю, пише interestingengineering.com.

Синтез-газ є надзвичайно важливим будівельним блоком для багатьох продуктів, від палива до хімікатів. Сухий риформінг метану — це хімічна реакція, для запуску якої потрібна значна кількість енергії. Введення енергії здійснюється у вигляді високої температури 650 градусів за Цельсієм. Однак висока температура призводить до двох процесів дезактивації каталізатора.

Однією з проблем є спікання, що знижує здатність каталізатора взаємодіяти з реагентами. Іншою — коксування, процес, який душить каталізатор вуглецевими відкладеннями. Команда ORNL подолала це, розробивши новий каталізатор — дуже стійкий до дезактивації і здатний точно контролювати взаємодію між активними ділянками металу і матеріалом носія. Він складається з кристалічного цеолітного каркаса, легованого нікелем, а також кремнієм, алюмінієм і киснем.

Цеоліт — це кристалічний матеріал з унікальною пористою структурою. Він служить стабільним каркасом для активних ділянок металу, в цьому каталізаторі — нікелю. Цеоліт за складом схожий на пісок, але на відміну від піску має пористу структуру. Об'єднавши стабільність цеолітного каркаса з каталітичною активністю нікелю, дослідники створили високоефективний каталізатор для сухого риформінгу метану. Ба більше, цей каталізатор запобігає утворенню коксу та спіканню.

Велика площа поверхні каталізаторів полегшує численні взаємодії реагентів, підвищуючи швидкість реакції. Електронні властивості нікелю дають йому змогу зв'язувати реагенти, полегшуючи руйнування і створення хімічних зв'язків.

Традиційним методом отримання синтез-газу є паровий риформінг метану, який є водоємним процесом, що також виділяє вуглекислий газ як побічний продукт. Порівняно з цим, сухий риформінг метану пропонує більш стійкий підхід. Цей процес безпосередньо перетворює метан і вуглекислий газ у цінний синтез-газ без необхідності використання додаткової води.

Новий каталізатор демонструє чудову каталітичну активність і стабільність для процесу сухого риформінгу метану.

"Ми ефективно створюємо міцний зв'язок між нікелем і цеолітним носієм. Цей міцний зв'язок робить наш каталізатор стійким до деградації за високих температур", — сказали вчені.

Дослідники подали заявку на патент для захисту свого винаходу, який знижує дезактивацію каталізатора.

Раніше ми писали, як живе перше місто, що працює на сонячній енергії. Будинки в Бабкок-Ранч коштують від 300 000 до 4 млн доларів, вони обладнані енергоощадними технологіями, тож мешканці вдвічі менше платять за електрику.