Химики изготовили дешевый катализатор для производства углеводородов из углекислого газа
Питер Эдвардс (Peter Edwards) и его коллеги из Оксфордского университета изобрели способ получать авиатопливо из углекислого газа и воды с помощью недорогого катализатора. Он состоит из соединений железа, калия и магния, и производится из общедоступного сырья. Авторы предлагают использовать свое изобретение для производства авиатоплива с нулевым углеродным следом, чтобы снизить вклад авиации в глобальное изменение климата.
Ключевую роль в прямом получении авиатоплива из водорода и углекислого газа сыграли два соединения железа, заложенные в правильных пропорциях: Fe3O4 и сравнительно редкая форма карбида железа χ-Fe5C2, которая способствует формированию длинных углеводородных молекул. Благодаря этому тандему на катализаторе идет одновременно две реакции. В первой из них происходит обратная конверсия водяного газа с превращением смеси углекислоты и водорода в смесь воды и монооксида углерода. Этой реакции способствует оксид железа, который в процессе переходит в карбид. Во второй реакции происходит процесс Фишера — Тропша — переход смеси монооксида углерода с водородом в жидкие углеводороды, в ходе которого попутно карбид железа превращается обратно в оксид. Соединения марганца в катализаторе необходимы для повышения активности, а калия — для подавления образования метана и образования карбида железа. На основе данных лабораторных экспериментов химики утверждают, что с помощью их катализатора можно получить продукт с долей жидких углеводородов выше 50 процентов и выходом потенциального топлива около 17 процентов. Кроме того, еще 8 процентов приходятся на этилен и пропилен, которые играют ключевую роль в химической промышленности.
Источник: N+1
Дата публикации: 24.12.2020
Первоисточник: Nature Communications