Уровни содержания углекислого газа в атмосфере продолжают расти, и во всём мире идёт поиск доступного метода расщепления молекул CO2 для получения чего-нибудь полезного. Исследователи из Брауновского института (Brown University) отыскали метод узкой опции медного катализатора для получения из CO2 сложных углеводородов — товаров C2+ — с исключительной эффективностью.
В размещенных в Nature Communications материалах исследования говорится о катализаторе, который дозволяет создавать соединения C2+ с выходом по току до 72% (речь о том, как отлично электронная энергия употребляется для преобразования углекислого газа в продукты хим реакции).
Это намного лучше, чем заявленная эффективность остальных катализаторов для реакций C2+, утверждают создатели. Наиболее того — процесс подготовки катализатора быть может достаточно просто масштабирован до промышленного уровня, что делает вероятным внедрение новейшего катализатора в крупномасштабных проектах по переработке CO2.
«Описаны различные методы обработки меди, которые могли бы содействовать производству этих C2+ с различной эффективностью, — гласит доктор Тайхас Палмор (Tayhas Palmore), соавтор статьи, 1-ый создатель которой — её студент Тэхи Ким (Taehee Kim). — То, что сделал Тэхи, было набором тестов, чтоб узнать, что любая из стадий обработки делает с катализатором с точки зрения его обскурантистской возможности, что указало путь к оптимизации катализатора для производства мультиуглеродных соединений».
Палмор отмечает, что в крайние годы достигнуты огромные успехи в разработке медных катализаторов для синтеза одноуглеродных молекул. К примеру, Палмор и её команда не так давно разработали медный вспененный катализатор, который может отлично создавать муравьиную кислоту, принципиальный одноуглеродный химикат. Но растёт потребность в реакциях, которые посодействуют создавать и продукты C2+.
«В конечном счёте, любой стремится прирастить количество углерода в продукте до уровня производства наиболее высокоуглеродистого горючего и хим веществ», — гласит Палмор.
Прошлые исследования проявили, что галогенирование меди (покрытие медной поверхности атомами хлора, брома либо йода в присутствии электронного потенциала) может повысить селективность катализатора по отношению к продуктам C2+. Ким экспериментировал с разными способами галогенирования, сосредоточив внимание на том, какие галогенные элементы и какие электронные потенциалы дают катализаторы с лучшей производительностью в реакции CO2 — C2+. Он нашёл лучший рецепт, показывающий выход по току от 70,7% до 72,6%, что намного выше, чем у хоть какого другого медного катализатора.
Что все-таки делает катализатор таковым неплохим? Эталоны с большей эффективностью имели огромное количество поверхностных изъянов — крохотных трещинок в галогенированной поверхности. Эти «дефектные» участки, по-видимому, являются ключом к высочайшей селективности катализаторов по отношению к одному из товаров C2+ — этилену, который дальше быть может полимеризован и применен для производства пластмасс.
В итоге схожий катализатор может употребляться для крупномасштабной переработки углекислого газа. Было бы отлично улавливать CO2, производимый промышленными предприятиями и превращать его в полезные соединения.
«Мы работали с лабораторными катализаторами в ходе наших тестов, но могли бы получить катализатор фактически хоть какого размера, используя разработанный способ», — утверждает Палмор.