Ученые РФ и КНР сделали переработку углекислого газа доступнее для промышленного применения

Москва. Ученые РФ и КНР упростили переработку углекислого газа и сделали ее доступнее для промышленного применения. Об этом сообщает пресс-служба НИУ ВШЭ.

«Мы добились большей стабильности процесса и упростили его масштабирование, что приближает перспективу применения электрохимического восстановления CO2 в реальных производственных условиях. Эта технология может найти применение не только в синтезе муравьиной кислоты, но и в других процессах, связанных с переработкой CO2», – отметил профессор МИЭМ НИУ ВШЭ Андрей Васенко.

Профессор и его коллеги подчеркивают, что за последнее десятилетие было разработано множество катализаторов, способных расщеплять молекулы углекислого газа и превращать их в различные органические соединения, применимые в качестве топлива или сырья для химической промышленности. Однако, практическое применение этих технологий остается ограниченным из-за невысокой эффективности, дороговизны используемых реагентов и недостаточной долговечности катализаторов.

Одной из причин низкой эффективности является выделение водорода в качестве побочного продукта при электрохимическом восстановлении CO2. Использование щелочных растворов с высоким содержанием ионов калия позволяет избежать этой проблемы, однако это увеличивает стоимость процесса и приводит к образованию отложений, которые загрязняют реактор и ухудшают его работу. В то же время, использование кислой среды приводит к быстрой деградации и потере эффективности катализаторов.

Российские и китайские исследователи обнаружили, что решить эту проблему можно путем нанесения тонкого углеродного слоя на частицы катализатора на основе оксида индия (In2O3). Согласно компьютерным расчетам, этот слой не только защищает материал от разрушения в кислой среде, но и создает электрическое поле, удерживающее ионы калия на поверхности катализатора. Это предотвращает выпадение калия в осадок и подавляет нежелательные побочные реакции.

Для подтверждения результатов расчетов ученые синтезировали наночастицы оксида индия с углеродным покрытием. Эксперименты показали, что даже в сильно кислой среде с низким содержанием ионов калия катализатор сохранял активность более 100 часов, достигая при этом эффективности 98,9%. Ученые заключают, что внедрение этой технологии в промышленные установки может сделать переработку углекислого газа более экологичной и экономически выгодной.