Разработка катализаторов для экологически чистого топлива в России и Китае

Созданы соединения для получения метана при комнатной температуре, сообщили ТАСС в пресс-службе Института катализа СО РАН. Фотокатализаторы активны под действием видимого или солнечного света, отметила автор разработки Анна Куренкова. / Наука

Российские учёные увеличили эффективность производства водорода в 9,5 раза с помощью нового катализатора. Разработка позволяет получать экологичное топливо из растительных отходов, ускоряя фотолиз воды и органики под действием света. Основой катализатора стали углерод и азот — безопасные материалы, а частицы платины усилили эффективность реакции. Такая технология может снизить зависимость от ископаемого топлива и сократить выбросы парниковых газов. Водород при сгорании образует только воду, но его производство обычно неэффективно — катализатор решает эту проблему. Новый подход открывает путь к дешёвому и чистому топливу, особенно актуальному на фоне глобального энергоперехода.

В России разработали катализатор для получения водорода с помощью Солнца Ученые из Института катализа имени Г. К. Борескова СО РАН разработали катализатор, который ускоряет процесс получения водорода из растительных отходов с помощью солнечной энергии. Эта технология может стать важным шагом в создании экологически чистого топлива, которое поможет снизить зависимость от ископаемых источников энергии и уменьшить выбросы парниковых газов. Новый катализатор, созданный российскими учеными, ускоряет фотолиз воды и органических молекул при воздействии солнечного света. Материал состоит из углерода и азота, что делает его безопасным для окружающей среды, а добавление частиц платины повышает его эффективность. В результате использования этого катализатора ученые смогли в 9,5 раз повысить его производительность, что открывает перспективы для создания «зеленого» топлива из различных органических материалов.

Тем временем российские ученые разработали и запатентовали установку, которая позволяет извлекать водород с чистотой 99,96 процентов. Об этом сообщили ТАСС в Федеральном исследовательском центре "Институт катализа СО РАН". Чтобы очистить водород, ученые ИК СО РАН решили использовать электрохимический способ, и разработали бифункциональные катализаторы для паровой конверсии. Ученые запатентовали устройство, которое состоит из водородного насоса с мембраной. В этом реакторе получают водородсодержащую смесь с минимальным содержанием монооксида углерода, которая затем подается в водородный насос для извлечения чистого водорода. Водород необходим для хранения энергии из возобновляемых источников, в качестве топлива в ракетных двигателях и для получения важных химических соединений.

Умный помощник, который всегда под рукой

Ученые синтезировали катализаторы для получения метана из углекислого газа при комнатной температуре Источник: Energy Land Специалисты ФИЦ «Институт катализа СО РАН» и Центра компетенций НТИ «Водород как основа низкоуглеродной экономики» на его основе разрабатывают каталитические системы для переработки углекислого газа в метан и монооксид углерода. Преимущество таких катализаторов в том, что процесс происходит при комнатной температуре, атмосферном давлении и под солнечным светом, рассказала в ходе V Российского конгресса «Роскатализ» научный сотрудник ИК СО РАН Анна Куренкова. Промышленные предприятия в условиях декарбонизации производств ищут способы снижать выбросы углекислого газа, но это непростая задача. При традиционной конверсии СО2 задействуются высокие температуры и давления, а это в итоге по энергетической цепочке увеличивает эмиссию парниковых газов. Ученые Института катализа СО РАН исследуют возможность действительно экологичной конверсии углекислого газа для получения ценных химических продуктов. Они синтезировали катализаторы, позволяющие получать метан и монооксид углерода прим.: угарный газ при атмосферном давлении, комнатной температуре и под видимым или солнечным светом. Системы используют энергию света, за счет чего происходит восстановление углекислого газа. «Мы разрабатываем фотокатализаторы, которые активны под действием видимого или солнечного света. Это системы на основе диоксида титана, модифицированные графитоподобным нитридом углерода, медью и ее оксидами. Данные катализаторы показали высокую активность в восстановлении СО2, и мы считаем, что они перспективны не только для получения метана и монооксида углерода, но и других ценных продуктов», — рассказала научный сотрудник Отдела гетерогенного катализа ИК СО РАН и ЦК НТИ к.х.н. Анна Куренкова.

Карбамид из выхлопов промышленных предприятий научились делать в КНР — эффективность нового метода достигает 65%. Китайским ученым удалось создать нанокатализатор на основе меди, железа и пористого материала из ароматических углеводородов. Молекулы углекислого газа и азота расщепляются и соединяются с кислородом и водородом при пропускании через катализатор тока, пишет «ГлавАгроном». Практически полное отсутствие побочных продуктов — например, аммиака или различных жидких веществ, — а также относительно слабые напряжение и сила тока, требуемые для ускорения реакции, делают этот метод не только экономически выгодным, но и экологичным. Тем временем в России грядет индексация цен на основные удобрения, в том числе карбамид, сразу на 10%, что грозит еще большим снижением рентабельности сельхоза.

Чтобы очистить водород, ученые ИК СО РАН решили использовать электрохимический способ. Они разработали бифункциональные катализаторы для паровой конверсии оксигенатов и запатентовали устройство, которое состоит из водородного насоса с мембраной на основе полибензимидазола, комбинированного с каталитическим реактором. В этом реакторе получают водородсодержащую смесь с минимальным содержанием монооксида углерода, которая затем подается в водородный насос для извлечения чистого водорода. В итоге ученым удается извлекать 90% водорода с чистотой 99,96% при энергетической эффективности более 75%. Примечательно, что данная установка может работать как топливный элемент: если не нужно получать водород, она может генерировать электроэнергию. Фото: ИК СО РАН Подробнее на портале Научная Россия #водород #катализаторы