29 August 2022, 21:05

Ученые упростили метод получения катализатора для переработки углекислого газа

Ученые упростили метод получения катализатора для переработки углекислого газа

В 2021 году, согласно исследованиям Carbon Brief, Россия вместе с США и Китаем вошла в тройку стран-загрязнителей планеты углекислым газом. Он является одним из парниковых газов, выделяемых преимущественно перерабатывающей и энергетической промышленностью и эмиссию которого стараются контролировать. Переход на альтернативные источники энергии и так называемые «зеленые» технологии может помочь снизить выбросы углекислого газа, однако в реальности это осуществить довольно сложно. Как вариант — перерабытывать углекислоту в полезные продукты; например, в реакции с водородом удается получить синтез-газ, различные углеводороды и спирты, широко применяемые в химической промышленности. Для этого необходимы долговечные, недорогие и эффективные катализаторы.

Ученые НИТУ МИСИС совместно с коллегами из МГУ имени М.В. Ломоносова и Института органической химии им. Н. Д. Зелинского РАН разработали новый упрощенный способ получения промышленных кобальт-никелевых катализаторов для переработки углекислого газа.

«Наши катализаторы представляют собой объемный сплав с пористой поверхностью и наноразмерными зернами, которые формируют пенообразные высокоактивные частички. Благодаря такому строению и синергетическому взаимодействию Co c Ni, катализаторы отличаются более интенсивным взаимодействием с молекулами CO2 и высокой стабильностью, по сравнению с коммерческими нанесенными аналогами (активный элемент диспергированный на керамический носитель)», — объяснил старший научный сотрудник НИТУ МИСИС Сергей Росляков.

По словам ученых, их волновало решение трех задач: изучение возможностей полной утилизации углекислого газа, усиливающего парниковый эффект на планете, а также упрощение производства эффективных катализаторов и создание катализаторов на основе доступного сырья.

«Отличительная черта нашей работы — быстрый и простой синтез материала методом горения активных гелей. В нашем подходе достаточно приложить незначительную энергию чтобы нагреть небольшой объем образца, до одного кубического миллиметра, а далее синтез протекает в самоподдерживающемся режиме без дополнительных энергозатрат», — рассказал Росляков.

Применение нестандартных методов синтеза значительно снизило энерго- и ресурсозатраты при производстве и использовании катализаторов. Кобальт, по словам авторов исследования, способствует формированию пористой каркасной структуры катализатора, а также трехкратно увеличивает каталитические свойства никеля.

Так как весь объем катализатора состоит из металлического сплава, он обладает гораздо более высокой теплопроводностью по сравнению с керамическими носителями. Как объяснили специалисты, это значительно повышает стабильность материала при длительном использовании.

 

News article publications

Read also

Марганцевый катализатор упростит получение и хранение водородного топлива
Ученые создали катализатор на основе марганца для получения водорода из амин-боранов — твердых стабильных органических соединений. Такая реакция позволит использовать амин-бораны в «зеленой» энергетике для хранения и транспортировки водородного топлива. Предложенный катализатор в десятки раз эффективнее высвобождает водород, чем большинство известных комплексов на основе благородных металлов.
"Green" chemistry
"Green" technologies
Catalysis
17 February 2024
Нанокатализатор поможет производить экологичный бензин для автомобилей
Химики предложили способ, как превратить малоиспользуемую гептановую фракцию в высокооктановый изомеризат, снижающий экологический вред от использования бензина
"Green" technologies
Catalysis
Energy industry
25 October 2022
Катализаторы из винной кислоты повысят оптическую чистоту органических молекул
Ученые создали металлокомплексные катализаторы на основе палладия и органических молекул, содержащих атомы серы и фосфора. Использование этих катализаторов позволяет получать соединения с оптической чистотой до 99%. Оптическая чистота важна при производстве лекарств, витаминов и пестицидов, поскольку она влияет на их биологическую активность.
Catalysis
Organic Chemistry
Synthesis
25 January 2024
Три металла и новая технология упростят получение ненасыщенных спиртов
Ученые синтезировали катализатор на основе наночастиц платины, оксидов церия и циркония, который позволяет превращать ненасыщенные альдегиды в ненасыщенные спирты. Такая реакция нужна при создании духов, отдушек и лекарств. При использовании нового катализатора избирательность и эффективность процесса достигли 100%. Это значит, что при синтезе протекала только необходимая ученым реакция, после которой не оставалось побочных продуктов.
Catalysis
Nanotechnology
Synthesis
23 January 2024
Полимерный слой позволяет защитить аккумуляторы от возгорания
Ученые обнаружили, что слой полимера, нанесенный между слоями фольги и катодного вещества в литий-ионном аккумуляторе, позволяет предотвратить его возгорание или взрыв. Предложенный авторами полимер проводит электричество, но, как только напряжение становится выше, чем то, на которое рассчитан аккумулятор, соединение окисляется и перестает проводить ток. Благодаря этому аккумулятор, использующийся в смартфонах и электромобилях, не перегревается и абсолютно не способен самовозгораться.
"Green" chemistry
"Green" technologies
Electrochemistry
Polymer Chemistry
11 December 2023
Новый метод экстракции редкоземельных элементов, используя новые ионные жидкости
Ученые из Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН разработали метод высокоэффективной экстракции редкоземельных элементов из водных сред с использованием новой бифункциональной ионной жидкости на основе промышленных экстрагентов. Новый подход перспективен для выделения ценных компонентов из отработанных высокотехнологичных материалов.
"Green" technologies
Physical Chemistry
Synthesis
22 November 2023