Russische wetenschappers hebben een nieuwe, zeer efficiënte katalysator ontwikkeld voor de industriële verwerking van kooldioxide die het proces eenvoudig en goedkoop maakt. Wetenschappers van MISIS University, Lomonosov Moscow State University en Zelinsky Institute of Organic Chemistry namen deel aan het onderzoek. De resultaten zijn gepubliceerd in Materialen .

Een van de veelbelovende manieren om aan broeikasgassen gerelateerd kooldioxide te verwerken, is door de reactie van zijn interactie met waterstof. Volgens de wetenschappers kunnen de waardevolle producten van deze reactie het synthesegas zijn, verschillende koolwaterstoffen en alcoholen die veel worden gebruikt in de chemische industrie. Wetenschappelijke teams over de hele wereld worstelen met het vinden van voldoende efficiënte en duurzame katalysatoren (verbindingen die het verloop van die chemische reactie versnellen) die de opschaling van de verwerking van kooldioxide voor een groene economie mogelijk maken.

Wetenschappers van MISIS University hebben samen met hun collega's van de Lomonosov Moscow State University en het Zelinsky Institute of Organic Chemistry een nieuwe vereenvoudigde methode ontwikkeld voor het produceren van industriële kobalt-nikkelkatalysatoren voor de verwerking van kooldioxide.

"Onze katalysatoren zijn een bulklegering met een poreus oppervlak en korrels op nanoschaal die schuimachtige, hoogactieve deeltjes vormen. Door deze structuur en de synergetische interactie van Co met Ni, worden de katalysatoren gekenmerkt door een intensere interactie met CO2 moleculen en hoge stabiliteit, vergeleken met bestaande analogen (actief element gedispergeerd op een keramische drager), "verklaarde Sergey Roslyakov, Senior Researcher bij NUST MISIS.

De wetenschappers concentreerden zich op drie problemen:het verkennen van de mogelijkheden van volledige benutting van koolstofdioxide (wat het broeikaseffect op de planeet versterkt), evenals het vereenvoudigen van de productie van effectieve katalysatoren en het creëren van katalysatoren op basis van beschikbare grondstoffen.

"Ons werk onderscheidt zich door de snelle en eenvoudige synthese van materiaal via verbranding van reactieve sol-gels. In onze benadering is het voldoende om onbeduidende energie toe te passen om een ​​klein volume van het monster, tot een kubieke millimeter groot, te verwarmen en dan verloopt de synthese in een zelfvoorzienende modus zonder extra energiekosten', zei Roslyakov.

Het gebruik van niet-standaard synthesemethoden heeft de energie- en hulpbronkosten bij de productie en het gebruik van de katalysatoren aanzienlijk verlaagd. Volgens de auteurs draagt ​​kobalt bij aan de vorming van een poreuze sponsachtige microstructuur van de katalysator en verdrievoudigt het ook de katalytische eigenschappen van nikkel.

Omdat het gehele volume van de katalysator uit een metaallegering bestaat, heeft deze een veel hogere thermische geleidbaarheid in vergelijking met keramische dragers. Zoals ze uitleggen, verhoogt dit de stabiliteit van het materiaal aanzienlijk tijdens langdurig gebruik.

"We hebben de methode van materiaalvoorbereiding vereenvoudigd, lange en niet-triviale stadia van smelten, spuiten, reinigen, aanbrengen van actieve componenten op de structuurvormende drager en andere vermeden. Ondanks het vereenvoudigde syntheseproces en de samenstelling van de katalysator, hebben we hebben een concurrerende technologie verkregen voor de katalytische omzetting van koolstofdioxide", voegde Roslyakov eraan toe.

In de toekomst wil het wetenschappelijke team de zoektocht naar nieuwe effectieve en stabiele katalysatoren voortzetten. + Verder verkennen

Recycling van broeikasgassen:Nanodeeltjes op perovskietkristallen voorkomen 'coking'-effect