Китайски учени създадоха нов катализатор на базата на железни наночастици, способен "завинаги" да превърне обикновения въглероден диоксид и водород в смес от въглеводороди, подобно на бензин, според статия, публикувана в списанието Nature Communications.
„През последните 200 години въглищата, нефтът и газът са били основните двигатели на нашата цивилизация, основата на нейното икономическо и социално развитие. Изгарянето на гориво доведе до отделянето на огромно количество CO2 в атмосферата, което днес причинява негативни климатични промени. Превръщането на CO2 в горива и химикали не само ще ни помогне да се преборим с затоплянето, но и ще реши проблема с изчерпването на ресурсите “, казва Джиан Сън от Института по химическа физика в Далиан, Китай и неговите колеги.
През последните години учените активно се опитват да намерят начин да превърнат атмосферния CO2 в биогорива и други полезни вещества. Например, миналия юли физиците в Чикаго проектираха слънчева клетка, която използва светлинна енергия, за да разгради CO2 и да произведе въглероден окис и водород, а през октомври техни колеги от Националната лаборатория Оук Ридж създадоха катализатор, който превръща въглеродния двуокис в обикновен алкохол.
По принцип и двете могат да се използват за съхранение на енергия, но тези катализатори имат два основни недостатъка. Те бързо се провалят и изискват почистване след няколко десетки часа работа, а също така отделят много странични продукти.
Sun и неговият екип решиха и двата проблема - техният катализатор превръща практически целия въглероден диоксид във въглеводороди, които формират основата на бензин и други високооктанови горива, като същевременно работят поне 1000 часа (един месец и половина) в "нормални" индустриални условия.
Състои се от два компонента - наночастици от съединение на железен оксид и натрий, както и от така наречените зеолити. Зеолитите са кухи наночастици, изработени от алуминиев силикат, които днес се използват широко за пречистване на вода и за „опаковане“на различни катализатори, влизането на молекулите на които в зеолитите забележимо променя свойствата им и често ги кара да се държат много по-активно, отколкото в свободна форма.
Както отбелязват учените, всеки компонент играе различна роля в случая - железните наночастици „разрушават“молекулите на въглеродния диоксид и го принуждават да се комбинира с водородни атоми, а зеолитите и техните пълнежи допринасят за обединяването на такива „полуфабрикати“в дълги вериги от въглеводороди.
Комбинацията от тези компоненти според китайските химици прави възможно постигането на действителната "вечност" на такъв катализатор. Ефективността му, както отбелязват учените, намалява само с 6% през първите 300 часа на работа и след това не се променя, което показва, че е стабилна и ще остане в тази форма много по-дълго от 1000 часа. Освен това 96% въглероден диоксид се превръща в бензинов аналог, а само 4% от CO2 се превръща в метан.
Промоционално видео:
Нещо повече, „букетът“от въглеводороди може да бъде гъвкаво променен чрез увеличаване или намаляване на съотношението на водород и CO2 в сместа и чрез промяна на типа зеолит, който се използва като „опаковка“за железни наночастици. Използвайки слънчевите панели като източник на енергия за загряване на тази смес от газове и изпомпването й чрез катализатор, е възможно ефективно и сравнително евтино да съхраняваме слънчевата енергия под формата на общо гориво за всички, без да причиняваме вреда на околната среда, заключават Sun и неговите колеги.
