Onderzoekers van de Monash University en de Hokkaido University hebben een methode ontwikkeld die koolstofdioxide omzet in een dieselbrandstof en die het potentieel heeft om een ​​netto-zero vloeibare brandstofalternatief te produceren voor duurzamere elektrische auto's.

Wanneer kooldioxide (CO ₂ ) wordt toegevoegd aan het productieproces van brandstofproductie, het heeft de mogelijkheid om brandstoffen te produceren die de netto CO . verminderen of omkeren ₂ uitstoot. Wanneer de voor dit proces benodigde waterstof wordt geleverd via waterelektrolyse op zonne-energie, het hele proces wordt volledig hernieuwbaar. Het eindresultaat is een brandstofproduct dat netto nul koolstof uitstraalt.

De overgang naar 100 procent hernieuwbare energiebronnen is essentieel om de uitstoot van broeikasgassen door het gebruik van fossiele brandstoffen in de afgelopen eeuw te verminderen. Het onderzoek, die onlangs werd gepubliceerd in de Tijdschrift voor energiechemie, biedt een brandstofalternatief in het dieselbereik dat overal ter wereld kan worden toegepast.

Universitair hoofddocent Akshat Tanksale, van de afdeling Chemische en Biologische Technologie aan de Monash University, zegt OME (oxymethyleenethers), behoren tot een aantal brandstofalternatieven die steeds meer aandacht trekken vanwege hun netto-nul koolstofemissie-eigenschappen.

"OME is een dieselmengsel of vervangende brandstof waarvoor we naar ons beste weten overal ter wereld de beste opbrengst rapporteren, en in combinatie met groene waterstof, de productiemethode die we voorstellen kan netto-nul vloeibare brandstof leveren, " zei universitair hoofddocent Tanksale, hoofdauteur van deze studie.

Dimethoxymethaan (DMM), wat een dieselbrandstof is en de eenvoudigste vorm van een OME, wordt momenteel met grote belangstelling onderzocht vanwege zijn unieke brandstofeigenschappen. commercieel, het kan worden geproduceerd via een tweestapsproces van methanoloxidatie om formaldehyde te maken, gevolgd door koppeling met methanol. Echter, momenteel, zowel methanol als formaldehyde worden geproduceerd uit aardgas.

In de methode ontwikkeld door Monash, kooldioxide, waterstof en methanol worden gebruikt als grondstof voor de productie van DMM in een enkele reactor. Het team ontwikkelde een nieuwe katalysator op basis van ruthenium-nanodeeltjes die deze reactie mogelijk maken. Een bijkomend voordeel is dat deze reactie bij veel lagere temperaturen plaatsvindt dan conventionele methanol- en formaldehydeproductiemethoden, waardoor het aanzienlijk energiezuiniger is. Monash-ingenieurs werken ook aan een methode voor de synthese van methanol uit koolstofdioxide en waterstof, de koolstofkringloop sluiten voor alleen hernieuwbare energiebronnen.

"Het recyclen van afvalkooldioxide tot OME is een veelbelovende manier om brandstof te produceren met een aanzienlijk lagere koolstofvoetafdruk. We zijn blij dat we konden samenwerken met het team van Monash om de rol van katalysatoren in dit ultramoderne werk beter te begrijpen, " zei Dr. Abhijit Shrotri, Instituut voor Katalyse, Hokkaido-universiteit.

Het project heeft onlangs financiering ontvangen voor verder onderzoek naar de industrialisatie en opschaling van deze ultramoderne katalysator en proces door de Hindustan Petroleum Corporation Limited (HPCL), Indië. Dit werk zal netto-nul vloeibare brandstoffen dichter bij de realiteit brengen.

"CO ₂ valorisatie naar brandstoffen is een van de prominente wegen om in de toekomst netto-nul te bereiken en onderzoekers onderzoeken efficiënte processen voor deze conversie. We richten ons momenteel op verschillende CO ₂ conversietechnologieën voor de ontwikkeling van industrieel schaalbare katalysatoren en processen. Onze samenwerking met Monash University om OME-productie van CO . te ontwikkelen en op te schalen ₂ zal zeker bijdragen aan de ontwikkeling van een proces voor CO ₂ omzetting in brandstoffen die in het huidige klimaat noodzakelijk blijkt, " zei Dr. G Valavarasu van HPCL.

"In dit onderzoek, we ontwikkelden een unieke poriestructuur die grote moleculen zoals DMM kon synthetiseren. De deeltjesgrootte van ruthenium, samen met de poriegrootte en zuurgraad van de katalysator, is uiterst belangrijk om deze reactie te laten plaatsvinden. Door deze parameters nauwkeurig te controleren, waren we in staat om de hoogste opbrengst aan DMM te bereiken die in de literatuur wordt gerapporteerd, " zei Dr. Waqar Ahmad, die onlangs zijn Ph.D. op dit project.