Ученые Москвы создали новые катализаторы для переработки углекислого газа

Новые экономичные катализаторы на основе железа для переработки углекислого газа (CO₂) в компоненты топлива разработали московские ученые, 24 ноября сообщает пресс-служба Национального исследовательского технологического университета «МИСИС» (НИТУ «МИСИС»).

Такие доступные по стоимости катализаторы могут послужить альтернативой применяемым в настоящее время дорогим платиновым катализаторам, что позволит приблизить широкое внедрение «зеленых» технологий превращения промышленных выбросов в ценное сырье для химической промышленности.

Огромные объемы CO₂, который является одним из главных парниковых газов, образуются при сжигании нефти и газа и в основном выбрасываются в атмосферу. Для сокращения этих вредных выбросов учеными разрабатываются различные технологии, включающие как улавливание газа для дальнейшего хранения, так и его переработку в полезные продукты, например, в биотопливо.

В последнем случае превращение CO₂ в полезные вещества обычно требует применения катализаторов, содержащих дорогостоящие металлы, часто — платину. Такие катализаторы высокоэффективны, но процесс переработки становится экономически нерентабельным.

Научная команда ученых из НИТУ «МИСИС», МГУ им. М. В. Ломоносова и Института органической химии им. Н. Д. Зелинского РАН предложила использовать для таких реакций железо как один из самых дешевых и доступных каталитически активных металлов.

Для повышения эффективности переработки углекислого газа, исследователи добавляли к основному активному компоненту катализатора — железу — церий (Ce), кремний (Si), цирконий (Zr) и алюминий (Al). Примененная технология синтеза позволила им создать каталитически активные материалы с развитой пористой структурой, где наночастицы модификаторов равномерно распределялись по поверхности.

Ректор НИТУ МИСИС Алевтина Черникова рассказала о работе ученых вуза по переработке CO₂:

«Наши ученые доказали, что применение железосодержащих катализаторов позволяет получить высокую конверсию углекислого газа. При этом в продуктах образуются такие соединения, как метан, олефины и более сложные углеводороды: они могут использоваться для синтеза жидкого топлива, что важно в условиях перехода к экономике замкнутого цикла».

«Наши результаты показывают, — добавил старший научный сотрудник лаборатории нанохимии и экологии НИТУ „МИСИС“ к. х. н. Александр Кустов, — что углекислый газ можно не просто улавливать, а эффективно перерабатывать. Используя железосодержащие катализаторы, мы получаем ценные компоненты для топлива».

Создатели этих эффективных и доступных катализаторов отмечают, что разработка железосодержащих катализаторов может лечь в основу новых промышленных технологий, решающих экологические задачи и приносящих при этом экономическую выгоду.

Подробности исследования ученые представили в статье «Гидрирование диоксида углерода на катализаторах на основе железа, полученных путем совместного соосаждения с матрицей и модифицирующими добавками» (Carbon dioxide hydrogenation on iron based catalysts prepared by co-precipitation with a template and modifying additives), опубликованной в Journal of Sol-Gel Science and Technology (Q2).