Прорывная технология превращает "загрязнители" в чистый источник энергии: что известно

Национальная лаборатория США в Оук-Ридже (ORNL) разработала новый катализатор, который может ускорить химическую реакцию, называемую "сухим риформингом метана". Этот процесс преобразует метан и углекислый газ в ценный синтез-газ — смесь водорода и оксида углерода, пишет interestingengineering.com.

Синтез-газ является чрезвычайно важным строительным блоком для многих продуктов, от топлива до химикатов. Сухой риформинг метана — это химическая реакция, для запуска которой требуется значительное количество энергии. Ввод энергии осуществляется в виде высокой температуры 650 градусов по Цельсию. Однако высокая температура приводит к двум процессам дезактивации катализатора.

Одной из проблем является спекание, снижающее способность катализатора взаимодействовать с реагентами. Другой — коксование, процесс, который душит катализатор углеродными отложениями. Команда ORNL преодолела это, разработав новый катализатор — очень устойчивый к дезактивации и способный точно контролировать взаимодействия между активными участками металла и материалом носителя. Он состоит из кристаллического цеолитного каркаса, легированного никелем, а также кремнием, алюминием и кислородом.

Цеолит — это кристаллический материал с уникальной пористой структурой. Он служит стабильным каркасом для активных участков металла, в этом катализаторе — никеля. Цеолит по составу похож на песок, но в отличие от песка имеет пористую структуру. Объединив стабильность цеолитного каркаса с каталитической активностью никеля, исследователи создали высокоэффективный катализатор для сухого риформинга метана. Более того, этот катализатор предотвращает образование кокса и спекание.

Большая площадь поверхности катализаторов облегчает многочисленные взаимодействия реагентов, повышая скорость реакции. Электронные свойства никеля позволяют ему связывать реагенты, облегчая разрушение и создание химических связей.

Традиционным методом получения синтез-газа является паровой риформинг метана, который является водоемким процессом, который также выделяет углекислый газ в качестве побочного продукта. По сравнению с этим, сухой риформинг метана предлагает более устойчивый подход. Этот процесс напрямую преобразует метан и углекислый газ в ценный синтез-газ без необходимости использования дополнительной воды.

Новый катализатор демонстрирует замечательную каталитическую активность и стабильность для процесса сухого риформинга метана.

"Мы эффективно создаем прочную связь между никелем и цеолитным носителем. Эта прочная связь делает наш катализатор устойчивым к деградации при высоких температурах", — сказали ученые.

Исследователи подали заявку на патент для защиты своего изобретения, которое снижает дезактивацию катализатора.