Американские химики разработали новый катализатор, позволяющий дешево и эффективно расщеплять углекислый газ и превращать его в «заготовки» для производства спирта и других органических веществ.
«Угарный газ, продукт этого процесса, можно использовать для самых разных целей — производства водорода, спиртов и различных углеводородов. Если нам удастся найти дешевый способ превращения углекислоты в угарный газ, то тогда такое открытие принесет неоценимую пользу обществу», — приводит РИА Новости заявление Элая Ставицки из Национальной лаборатории в Брукхевене.
В последние годы ученые пытаются найти способ превращения атмосферного СО2 в биотопливо. В июле прошлого года физики из Чикаго создали солнечную батарею, которая напрямую использует энергию света для расщепления СО2 и производства угарного газа и водорода. Несколько месяцев спустя их коллеги из Национальной лаборатории в Оак-Ридж создали катализатор, преобразующий углекислоту в этанол, «обычный» спирт.
Все эти катализаторы и системы «трансмутации» воздуха в спирт могут помочь не только решить проблему обеспечения человечества зеленым топливом, но и найти более дешевые источники сырья для промышленности. Главная проблема — это низкий КПД или крайне высокая стоимость этих катализаторов. Это связано с тем, что их ключевым компонентом являются атомы или соединения золота, платины и других благородных металлов.
Низкая эффективность работы более дешевых катализаторов на базе никеля, кобальта и других дешевых металлов, по словам химиков, связана с тем, что они обладают совершенно разными свойствами в атомарном и «молекулярном» виде. Ученые давно пытаются создать расщепитель СО2 на основе подобных металлов, но этому мешает нестабильность атомов никеля: их практически невозможно удержать на месте, из-за чего они быстро объединяются и КПД катализатора резко падает.
Ставицки и его коллеги выяснили, что эту проблему можно решить при помощи графена — плоского двумерного материала, похожего по структуре на пчелиные соты и состоящего из атомов углерода. Первые экспериментальные версии такого катализатора обладали сверхвысоким КПД, превышающим 90%, и при этом они сохраняли химическую стабильность и продолжали работать без снижения эффективности долгое время.
В ближайшее время ученые надеются выяснить, как можно производить подобные листы «никелированного» графена в промышленных количествах, что откроет дорогу для появления индустрии переработки атмосферного СО2 в спирт и другие полезные вещества.
