Сидней, Австралия, 28 фев - ИА Neftegaz.RU. Ученые в Австралийском королевском институте технологий научились преобразовывать углекислый газ в уголь.
Результаты исследований опубликованы в журнале Nature Communications 26 февраля 2019 г.
Ученые смогли преобразовать углекислый газ в уголь в лабораторных условиях при комнатной температуре.
Такой способ должен помочь в борьбе с парниковым эффектом и глобальным потеплением.
Ученые дерзко утверждают, что этот электрокаталитический процесс с применением жидкого металла при комнатной температуре поможет создать промышленные технологии преобразования СО2.
Исследования они начали не просто так.
Считается, что технологии, которые преобразуют выбрасываемый антропогенный CO2 в твердые продукты, пригодные для хранения на неопределенный срок, будут играть решающую роль в стабилизации глобального климата после завершения нынешнего перехода мировой экономики на углеродно-нейтральные источники энергии.
Для любознательных напомним о масштабах проблемы выбросов углекислого газа в атмосферу:
- ежегодно выбрасывается 40 Гт/год ( 40*109 т);
- накопленная масса антропогенных выбросов CO2 - 1000 Гт CO2.
CO2 является удивительно стабильной молекулой, и поэтому разработка электрокатализаторов восстановления CO2, которые работают при низком перенапряжении и при комнатной температуре, является делом непростым.
До настоящего времени применялись 2 доминирующих подхода, где CO2 либо восстанавливается в газообразной форме при высокой температуре, либо растворенный CO2 электрокаталитически восстанавливается в жидкой среде.
Один из исследователей Том Даэнеке сообщил:
- процесс превращения углекислого газа в уголь при комнатной температуре возможен с использованием жидких металлов, если использовать их в качестве катализатора.
- процесс возможен в промышленных масштабах.
Ранее считалось, что CO2 возможно преобразовать только при экстремально высоких температурах.
Созданный учеными жидкометаллический электрокатализатор содержит наночастицы церия (Ce), который способствует электрохимическому восстановлению CO2 до слоистых твердых углеродистых частиц. Использовался процесс образования катализатора на основе оксида церия (CeO2) на границе раздела жидкий металл / электролит, который вместе с наночастицами церия способствовал преобразованию CO2 при комнатной температуре.
Восстановление CO2 до твердых продуктов является сложной задачей, поскольку любой продукт может покрывать поверхность катализатора посредством адгезии Ван-дер-Ваальса, блокируя доступ к каталитически активным центрам и вызывая повреждение катализатора в процессе, известном как коксование (образование углеродистых материалов, которые прилипают к поверхности катализатора и уменьшают каталитическую активность)
Говоря простым языком химиков, из-за процесса ингибирования адгезии Ван-дер-Ваальса (между разнородными молекулами различных веществ) на границе раздела жидкостей ученым удалось электрод сделать чрезвычайно устойчивым к дезактивации посредством коксования, вызванного твердыми углеродистыми соединениями.
Полученные твердые углеродистые материалы могут быть использованы для изготовления высокоэффективных конденсаторных электродов.
Максимальная емкость опытного 2-электродного конденсатора -250 Fg-1 была зарегистрирована при 10 мВ s-1, что сравнимо с некоторыми из самых эффективных суперконденсаторов на основе углерода в жидких электролитах.
Руководитель исследований симпатичная Дорна Эсрафиль-заде подтвердила, что вещество становится суперконденсатором, что в будущем позволит использовать его в качестве одного из компонентов двигателей автомобилей будущего.
Процесс также позволяет производить в качестве побочного продукта синтетическое топливо, которое тоже может иметь промышленное применение.
Процесс преобразования происходит следующим образом: СО2 растворяется в электрически заряженной емкости, наполненной жидким металлом и электролитами.
Постепенно углекислый газ переходит в твердое состояние и образуется уголь.
Осуществление такой процедуры в лаборатории позволило ученым разработать технологию.
Практическим воплощением такого способа в жизнь займутся инженеры, если подтвердится, что техпроцесс окажется рентабельным.
В настоящее время существует несколько технологий утилизации углекислого газа, однако все они технически сложны и затратны.
Автор: А. Шевченко, О. Бахтина
