Замедлить глобальное потепление смогут катализаторы из России

Российские ученые разработали новый высокоэффективный катализатор для промышленной переработки углекислого газа — одного из «виновников» глобального потепления. Его ключевые характеристики — простой метод получения и невысокая стоимость. В исследовании приняли участие ученые НИТУ МИСИС, МГУ имени М.В. Ломоносова и Института органической химии им. Н. Д. Зелинского РАН. Статья с результатами научной работы опубликована в международном журнале Materials.

Одним из перспективных путей для переработки углекислого газа, относящегося к парниковым газам, является реакция его взаимодействия с водородом. По словам ученых, полезными продуктами такой реакции могут быть синтез-газ, различные углеводороды и спирты, широко применяемые в химической промышленности. Для этого научные коллективы по всему миру бьются над поиском достаточно эффективных и долговечных катализаторов (соединений, ускоряющих ход той химической реакции), которые позволят масштабировать переработку углекислого газа для «зеленой экономики».

Ученые НИТУ МИСИС совместно с коллегами из МГУ имени М.В. Ломоносова и Института органической химии им. Н. Д. Зелинского РАН разработали новый упрощенный способ получения промышленных кобальт-никелевых катализаторов для переработки углекислого газа.

«Наши катализаторы представляют собой объемный сплав с пористой поверхностью и наноразмерными зернами, которые формируют пенообразные высокоактивные частички. Благодаря такому строению и синергетическому взаимодействию Co c Ni, катализаторы отличаются более интенсивным взаимодействием с молекулами CO2 и высокой стабильностью, по сравнению с коммерческими аналогами (активный элемент диспергированный на керамический носитель)», — объяснил старший научный сотрудник НИТУ МИСИС Сергей Росляков.

По словам ученых, их волновало решение трех задач: изучение возможностей полной утилизации углекислого газа, усиливающего парниковый эффект на планете, а также упрощение производства эффективных катализаторов и создание катализаторов на основе доступного сырья.

«Отличительная черта нашей работы — быстрый и простой синтез материала методом горения активных гелей. В нашем подходе достаточно приложить незначительную энергию чтобы нагреть небольшой объем образца, до одного кубического миллиметра, а далее синтез протекает в самоподдерживающемся режиме без дополнительных энергозатрат», — рассказал Росляков.

Применение нестандартных методов синтеза значительно снизило энерго- и ресурсозатраты при производстве и использовании катализаторов. Кобальт, по словам авторов исследования, способствует формированию пористой каркасной структуры катализатора, а также трехкратно увеличивает каталитические свойства никеля.

Так как весь объем катализатора состоит из металлического сплава, он обладает гораздо более высокой теплопроводностью по сравнению с керамическими носителями. Как объяснили специалисты, это значительно повышает стабильность материала при длительном использовании.

Директор Института биомедицинской инженерии Фёдор Сенатов на визионерской сессии «Прекрасное не далеко. Квантовый мир завтрашнего дня»Директор Института биомедицинской инженерии Фёдор Сенатов на визионерской сессии «Прекрасное не далеко. Квантовый мир завтрашнего дня»