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.
