Китайские химики научились превращать воздух в бензин

Май 3, 2017 10:50

Китайские ученые создали новый катализатор на базе наночастиц железа, способный «вечно» превращать обычный углекислый газ и водород в смесь углеводородов, похожих на бензин, говорится в статье, опубликованной в журнале «Nature Communications».

«За последние 200 лет, уголь, нефть и газ были главными двигателями нашей цивилизации, основой ее экономического и социального развития. Сжигание топлива привело к выбросу гигантского количества СО2 в атмосферу, что сегодня вызывает негативные изменения климата. Превращение СО2 в топливо и химикаты не только поможет нам бороться с потеплением, но и решит проблему исчерпания полезных ископаемых», — заявляют Цзянь Сунь (Jian Sun) из Института химической физики в Даляне (Китай) и его коллеги.

В последние годы ученые активно пытаются найти способ превращения атмосферного СО2 в биотопливо и другие полезные вещества. К примеру, в июле прошлого года физики из Чикаго сконструировали солнечную батарею, которая использует энергию света для расщепления СО2 и производства угарного газа и водорода, а в октябре их коллеги из Национальной лаборатории в Оак-Ридж создали катализатор, преобразующий углекислоту в обычный спирт.

В принципе, и то и другое уже можно использовать для запасания энергии, однако у этих катализаторов есть два больших недостатка. Они быстро выходят из строя и требуют очистки через несколько десятков часов работы, а также выделяют много побочных продуктов.

Сунь и его команда решили обе эти проблемы – их катализатор преобразует фактически всю углекислоту в углеводороды, составляющие основу бензина и других высокооктановых видов топлива, и при этом работает как минимум 1000 часов (полтора месяца) в «обычных» промышленных условиях.

Он состоит из двух компонентов – наночастиц из соединения оксида железа и натрия, а также так называемых цеолитов. Цеолиты представляют собой полые наночастицы из силиката алюминия, которые сегодня широко применяются для очистки воды и для «упаковки» различных катализаторов, попадание молекул которых внутрь цеолитов заметно меняет их свойства и часто заставляет их вести себя гораздо активнее, чем в свободном виде.

Как отмечают ученые, каждый компонент в данном случае играет разную роль – наночастицы железа «разрывают» молекулы углекислоты и заставляют ее соединяться с атомами водорода, а цеолиты и их начинка – способствуют объединению подобных «полуфабрикатов» в длинные цепочки углеводородов.

Комбинация этих компонентов, по словам китайских химиков, позволяет добиться фактической «вечности» такого катализатора. Его эффективность, как отмечают ученые, снизилась всего на 6% в первые 300 часов работы и потом не менялась, что говорит о том, что он стабилен и будет оставаться в таком виде гораздо дольше, чем 1000 часов. Кроме того, 96% углекислоты преобразуется в аналог бензина, и лишь 4% СО2 превращается в метан.

Более того, «букет» углеводородов можно гибко менять, повышая или понижая доли водорода и СО2 в смеси и варьируя тип цеолита, который используется в качестве «упаковки» для наночастиц железа. Используя солнечные батареи в качестве источника энергии для нагрева этой смеси газов и ее прокачки через катализатор, можно эффективно и достаточно дешево запасать солнечную энергию в виде привычного для всех топлива, не причиняя при этом вреда окружающей среде, заключают Сунь и его коллеги.

Май 3, 2017 10:50

Другие новости этой рубрики

Фотовыставка, посвященная достижениям Китая, состоялась в Душанбе
В Пекине прошло собрание, посвященное 105-й годовщине основания Коммунистической партии Китая
В Казахстане вступила в силу новая Конституция
Акжан — «Чистая душа» — культурный феномен Великой степи
Китайский суперкомпьютер «Line Shine» признан самым мощным в мире с производительностью более 2,19 экзафлопс
В Пекине проходит международная выставка цепочек поставок, объединившая 85 стран
В Словакии предложили запретить использование соцсетей детьми младше 16 лет
Около 1,1 млрд детей в мире подвергаются воздействию минимум трех климатических угроз одновременно
Африка нагревается быстрее всей планеты
Япония готовится к экстремальной жаре
В СНГ обсудили стратегию борьбы с сахарным диабетом до 2030 года
В ОАЭ запретили детям до 15 лет пользоваться социальными сетями