Изобретена технология преобразования CO2 в формиат

Изобретена технология преобразования CO2 в формиат

Углекислый газ как ресурс и водородная энергия считаются наиболее практичными мерами по достижению углеродной нейтральности. Однако технологические инновации необходимы для того, чтобы они были экологически и экономически целесообразными. С этой целью корейская исследовательская группа разработала запатентованную технологию, которая использует синергию обеих областей.

Корейский институт науки и технологий (KIST; президент: Seok-Jin Yoon) сообщил, что исследовательская группа доктора Hyung-Suk Oh из Исследовательского центра чистой энергии разработала технологию, которая стабильно превращает углекислый газ в полезные жидкие соединения (формиат ) путем проведения крупномасштабного синтеза с катализаторами из оксида олова, легированного фтором. Формиат, также называемый метановой кислотой, является основным химическим сырьем, используемым в различных отраслях промышленности, таких как пищевая промышленность , консерванты, красители, пластификаторы, средства для уборки снега и замедлители отверждения, благодаря своему характерному кислому вкусу, антибактериальным свойствам и способности для контроля рН. В последние годы он также был в центре внимания как сырье для экологически чистого биоразлагаемого пластика.

Поскольку большая часть формиата в настоящее время производится посредством термохимической реакции ископаемого топлива, выбросы углекислого газа неизбежны в процессе производства. Хотя его можно производить экологически безопасным способом, если двуокись углерода непосредственно преобразуется в формиат посредством электрохимической реакции, было бы необходимо улучшить характеристики материала электрода, ответственного за преобразование газа в жидкую фазу , и обеспечить долговечность . что позволяет электродам стабильно функционировать длительное время.

Исследовательская группа KIST сосредоточила внимание на том факте, что оксид олова, легированный фтором, имеет более низкую склонность, чем обычный оксид олова, к металлизации и поддержанию активности катализаторов по конверсии диоксида углерода. Используя относительно простой метод легирования фтором во время синтеза оксида олова, исследователи разработали электрод, который стабильно поддерживает высокую активность преобразования формиата. Показано, что электрод из оксида олова, легированный фтором, изготовленный по предлагаемому способу, имеет производительность по формиату, в четыре раза большую, чем у существующего промышленного электрода из оксида олова, а его долговечность повышена не менее чем в 100 раз, поэтому его рабочие характеристики сохраняются даже в течение длительное время реакции более недели.

В качестве альтернативы формиат является одним из наиболее перспективных кандидатов в качестве жидкого органического носителя водорода (LOHC), который представляет собой материал для хранения водорода, который связывает водород с третьим веществом, чтобы обеспечить хранение и транспортировку без необходимости полагаться на дорогие сверхмощные специализированные контейнеры. . Суть технологии LOHC заключается в обеспечении сжиженных соединений с высокой емкостью хранения водорода и безопасности даже при воздействии внешних факторов; этим свойством обладает формиат. С применением технологии, разработанной исследователями, поскольку экологические и экономические проблемы (которые ранее считались недостатками) будут решены одновременно, ожидается переоценка ее конкурентоспособности по сравнению с другими материалами-кандидатами, такими как аммиак.

По словам доктора Хюнг-Сук О: «Разрабатывая высокоэффективные электроды, мы можем построить непрерывную систему массового производства формиата из углекислого газа.

«Это не только направление для улавливания, утилизации и хранения углерода (CCUS), но и технология «убийство двух зайцев одним выстрелом», которая обеспечивает большое количество формиата, идеально подходящего для хранения водорода. Мы ожидаем, что это будет способствовать в значительной степени к углеродной нейтральности в будущем по мере увеличения поставок возобновляемой энергии и развития общества, основанного на водороде, что делает систему экономически целесообразной».

Исследование было опубликовано в Nature Communications.

Актуальные новости России и мира