Новый катализатор превращает парниковый газ в возобновляемые углеводороды

Москва, 15:30, 18 Май 2018, редакция FTimes.ru, автор Евгения Ковалева.

Новая технология, разработанная специалистами Университета Торонто, приближает производителей к возможности изготавливать пластик из 2 ключевых ингредиентов: солнечного света и загрязнителя.

Сегодня ископаемое топливо является основным сырьем и источником энергии для производства пластика. Эта отрасль, сообщает phys.org, отвечает за 1,4% всех выбросов CO₂ в атмосферу.

Команда, возглавляемая профессором Тэдом Саргентом, захотела использовать этот ресурс. Ученые решили собирать углекислый газ, выделяемый при других производственных процессах, и использовать электричество от возобновляемых источников для превращения его в этилен.

Система позволяет решить ключевую проблему захвата углерода. Существующие технологии фильтрации и извлечения CO₂ из дымовых газов обычно не окупаются. Превращая углерод в коммерчески ценные продукты, вроде этилена, как надеется команда, поощрит компании на инвестиции в технологии захвата углекислого газа.

В основе решения лежат 2 инновации: использование тонкого медного катализатора и переосмысленной экспериментальной стратегии.

«Преобразовав CO₂ в базовом растворе, мы обнаружили, что медный катализатор значительно повысил энергоэффективность и избирательность конверсии до высочайших из известных уровней», — сказал доктор Цао-Танг Динь, первый автор работы.

Результаты исследования представлены в Science.

Повышение энергоэффективности в данном случае означает, что для завершения конверсии требуется меньше электричества. Авторы использовали эти сведения для дальнейшего улучшения катализатора и направления реакции на формирование этилена, в ущерб другим продуктам.

Команда также обратилась к вопросу стабильности. Согласно теоретическим расчетам, медным катализаторам лучше всего подходят условия с высоким рН. Но в такой среде они распадаются менее чем через 10 часов. Проблему решили за счет помещения материала в сэндвич из пористого поддерживающего слоя из политетрафторэтилена или тефлона с одной стороны и углерода – с другой. В таких условиях материал продержался в 15 раз дольше, чем прошлый катализатор. Система дополнительно повысила эффективность и избирательность процесса. Хотя сейчас она работает в лабораторных масштабах, производя несколько грамм этилена за раз, команда надеется увеличить масштабы до промышленных значений.