Вчені Єльського університету розробили більш ефективний процес перетворення викидів CO₂ на метанол за допомогою каталізатора «два в одному», що робить уловлювання вуглецю більш масштабованим для промислового використання. Вчені Єльського університету досягли значного прогресу в розробці масштабованого методу видалення вуглекислого газу (CO₂) з повітря та перетворення його на відновлюване паливо.
У дослідженні, опублікованому в Nature Nanotechnology, хімік Єльського університету Хайліанг Ван і його команда докладно описують свій останній прорив: перетворення промислових викидів CO₂ на метанол. Метанол, широко використовуване рідке паливо для двигунів внутрішнього згоряння та інших застосувань, пропонує багатообіцяючий спосіб пом’якшення викидів парникових газів і боротьби зі зміною клімату.
Процес може мати далекосяжні застосування в усій промисловості.
«Це нова стратегія, яка виводить скорочення викидів CO2 у метанол на новий рівень», — сказав Ван, професор хімії на факультеті мистецтв і наук Єльського університету та провідний автор нового дослідження. Ван також є членом Єльського інституту енергетичних наук і Єльського центру природного захоплення вуглецю.
Перетворення CO2 на метанол є двостадійною хімічною реакцією. Спочатку CO2 реагує з каталізатором, перетворюючись на монооксид вуглецю (CO). Потім CO вступає в каталітичну реакцію, перетворюючись на метанол.
Найефективніший попередній процес — також розроблений у лабораторії Ванга — включав єдиний каталізатор, виготовлений із молекул тетраамінофталоціаніну кобальту, закріплених на вуглецевих нанотрубках. Але два етапи реакції мають невідповідність на цьому одноцентровому каталізаторі: перетворення CO2 на CO не є таким ефективним або вибірковим, що створює проблему для вчених, які намагаються розробити надійний процес, який можна розширити для промислового використання.
Каталізатор «два в одному» підвищує ефективність
«Наявність лише одного типу каталітичного сайту не є оптимальним для обох етапів реакції», — сказав Цзін Лі, докторант лабораторії Ванга та перший автор нового дослідження. «Щоб уникнути цього компромісу, ми розробили каталізатор «два в одному».
Новий процес починається з тетраметоксифталоціаніну нікелю для перетворення CO 2 на CO. Потім новоутворений CO мігрує на кобальтовий сайт — вчені з каталізу називають це «переливом» — для завершення відновлення в метанол.
«Наша робота пропонує потенційно масштабоване рішення для зменшення вуглецевих слідів і прискорення переходу до чистішої енергії», — сказав Конор Руні, колишній доктор філософії. студент лабораторії Ванга та співавтор нового дослідження.