Открыта новая технология катализа углерода в этилен

Открыта новая технология катализа углерода в этилен

Новая технология, разработанная специалистами UTFASE (инженерный факультет Университета Торонто), обещает существенный шаг на пути к производству пластиков. При этом технология предусматривает использование двух ключевых компонентов: солнечный свет и бытовые отходы. Ископаемые виды топлива пока что являются основными ресурсами сырья, из которого делают пластик. Топливо, сжигаемое для производства технологического процесса, образует углекислый газ (CO2), что пагубно для природы.

Технология захвата и фильтрации углерода

Осознавая такую ситуацию, учёные Университета Торонто предложили технологию захвата CO2, производимого промышленными процессами, для последующего использования углерода в производстве возобновляемой электроэнергии.

Этот вариант вполне допустим, если используя солнечную энергию и углерод, получать этилен — обычное промышленное химическое вещество. Этилен является основным компонентом производства многих видов пластиков, например, продуктовых мешков.

Предложенная учёными система решает ключевую проблему, связанную с улавливанием углерода. Несмотря на существование технологий фильтрации с последующим извлечением СО2 из дымовых газов, добытое вещество используется нерационально.

С новой технологией появляется возможность компенсировать затраты на процесс улавливания СО2. Методика преобразования углерода в коммерчески ценный продукт, такой как этилен, повысит стимулы для компаний, заставит больше инвестировать в технологию улавливания углерода.

Как действует новая система фильтрации углерода?

В основе технологичного решения лежат два нововведения:

  1. Использование интуитивно-счётного медного катализатора.
  2. Переработанная экспериментальная стратегия.

Экспериментируя с конверсией CO2 в этилен, учёные обнаружили, что стандартный катализатор способствовал улучшению эффективности использования энергии, повышал избирательность конверсии до высоких уровней.

В этом контексте эффективность показывает, что для достижения конверсии требуется меньше электроэнергии. Полученные сведения были использованы для дальнейшего совершенства прибора и усиления действия реакции образования этилена.

По ходу экспериментов удалось добиться стабильности действий устройства, что для катализаторов подобного типа на основе меди всегда виделось проблематичным.

Теоретическое моделирование показало: основные условия — высокие уровни рН, являются идеальными для каталитического окисления CO2 до этилена. Но в таких условиях база большинства катализаторов разрушается уже через 8 — 10 часов.

Результат совершенства конструкции

На этот раз проблему удалось снять, изменив конструкцию экспериментальной установки. По существу, катализатор осаждает слой на пористой подложке из политетрафторэтилена (ПТФЭ), более известного как тефлон.

Этот новый принцип защищает носитель и катализатор от разрушения из-за действия основного раствора и увеличивает продолжительность работы до 15-кратной величины. К тому же модернизация катализатора способствовала повышению эффективности и селективности прибора.

На данное время система способна выполнять преобразование в лабораторном масштабе производством нескольких граммов этилена за один раз. Долгосрочной целью учёных видится масштабирование технологии вплоть до момента, когда станет возможной конвертация нескольких тонн химических веществ.


На основе информации: UTFASE