Парниковые газы превратили в водородное топливо

Исследователи разработали катализатор, который способен преобразовать смесь парниковых газов, таких как метан и углекислый газ, в водород.

Антропогенный углекислый газ и метан способствуют потеплению климата на нашей планете. Химики теперь придумали новый способ снизить концентрацию этих веществ в атмосфере — их смогли переработать в водород и угарный газ

Кроме углекислого газа, парниковый эффект также способен вызывать и метан. Однако прелесть этих двух газов в том, что из их смеси можно получить множество полезных продуктов. Для этого существует процесс сухого риформинга. В ходе него смесь CH₄ и CO₂ нагревают в присутствии катализатора и в результате получают синтез-газ — смесь CO (угарного газа) и водорода H₂. Из такой смеси можно выделить водород и использовать его в качестве топлива. А можно получить другие полезные продукты, например, различные углеводороды.

Сегодня в качестве катализаторов процесса риформинга используют соединения на основе никеля. Однако со временем производительность таких систем уменьшается, а срок их службы оставляет желать лучшего. Это происходит потому, что реакционные центры на поверхности катализатора «забивают» частицы углерода, снижая эффективность дальнейшего риформинга.

Для создания нового материала исследователи использовали метод атомно-слоевого осаждения. Он позволяет наносить тонкий равномерный слой материала на нужный субстрат. С помощью этой технологии ученые создали на поверхности никелевых наночастиц слой оксида железа Fe₂O₃ толщиной в один атом. Как и никель, железо обладает высокой каталитической активностью в процессе риформинга. Вместе эти два металла позволяют добиться высокой эффективности процесса.

Эксперименты показали, что новые наночастицы способны превратить более 70% метана в смеси в водород при 700°C. Но самое важное, что свойства наночастиц практически не ухудшаются после 400 часов непрерывной работы. По словам исследователей, эффективность нового катализатора более чем в два раза выше, чем у его предшественников.