​​Ученые ФИЦ «Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН» разработали катализатор, который можно применять при синтезе водородного топлива, которое не вредит окружающей среде в отличие от ископаемых горючих из нефти, угля и сланца. Придуманный химиками катализатор почти не дезактивируется в процессе получения водорода, поэтому способен работать дольше, чем мировые аналоги. 

Результаты исследования опубликованы  в журналах «Nanomaterials» и «Energies»
 
Вместо сжигания нефти и газа, можно развивать альтернативную энергетику — водородную. Водород для ее развития можно получить из смеси H2 и СО — синтез-газа. Он в свою очередь образуется при взаимодействии метана или этанола с углекислым газом, то есть путём углекислотной конверсии. 
 
«В процессе превращения метана и этанола в синтез-газ есть проблема коксообразования — появления углерода на поверхности катализатора. После использования катализатор покрывается слоем углеродных отложений, из-за чего теряет активность и в итоге перестает работать. Эта проблема решается путём применения катализаторов на основе оксидов с высокой подвижностью кислорода — они способны эффективно газифицировать предшественники кокса на поверхности», — рассказывает научный сотрудник Лаборатории катализаторов глубокого окисления ИК СО РАН кандидат химических наук Михаил Николаевич Симонов
 
Ученые разработали и создали новый катализатор на основе оксидов церия-циркония, дополнив их катионами титана, ниобия и металлическим никелем. Этот катализатор химики приготовили двумя способами. Первый, который применяют традиционно — метод Пекини. Специалисты растворяют соли металлов в смеси спирта с лимонной кислотой, а затем эту смесь нагревают. Получившийся полимерный гель вспыхивает и сгорает. В итоге остаются порошки сложных оксидов, которые исследователи пропитывают солями никеля. На создание катализатора этим методом уходит два дня, а с помощью иного, более нового способа его получения, который развивают ученые Института катализа СО РАН, — полчаса (без учета стадии сушки и прокаливания).  
 
Согласно новой методике, химики синтезируют оксид в сверхкритической среде, то есть при повышенных давлении и температуре, когда состояние вещества напоминает нечто среднее между жидкостью и газом. Учёные растворяют соли металлов в спиртах и пропускают эту смесь сквозь колонну, нагретую до 400о С под высоким давлением. В этих условиях частицы оксида формируются примерно за минуту, поэтому синтез катализатора ускоряется. 
 
«Наши разработки могут быть использованы на производствах и перспективны для территорий, обладающих крупными источниками топлива. Например, в Бразилии много этанола, поэтому в этой стране удобно заниматься водородной энергетикой. Сейчас наше сотрудничество с бразильскими коллегами эпизодическое и наши результаты не внедрены в промышленность. Кроме того, с помощью наших разработок можно утилизировать метан, который в России попросту сжигают на месторождениях. Также, так как при углекислотной конверсии поглощается большое количество парниковых газов, наши разработки могут помочь экологии», — говорит Михаил Симонов. 
 
Исследование профинансировано Российским научным фондом. 

Источники

Ученые изобрели катализатор-долгожитель
Наука в Сибири (sbras.info), 22/07/2020
Ученые создали катализатор-долгожитель
Российский научный фонд (rscf.ru), 22/07/2020
Ученые создали катализатор-долгожитель
Российский научный фонд (рнф.рф), 22/07/2020
Ученые Института катализа им. Г.К. Борескова СО РАН изобрели катализатор-долгожитель
Сибирское отделение Российской академии наук (sbras.ru), 26/07/2020
В ИК СО РАН разработали катализатор долговременного использования
Научная Россия (scientificrussia.ru), 28/07/2020
В ИК СО РАН разработали катализатор долговременного использования
Национальная ассоциация нефтегазового сервиса (nangs.org), 28/07/2020
Ученые изобрели катализатор-долгожитель
Территория Нефтегаз (neftegas.info), 29/07/2020
Ученые изобрели катализатор-долгожитель
Nanonewsnet.ru, 30/07/2020

Похожие новости

  • 18/05/2020

    Ученые Алтайского края совместно с коллегами из Новосибирска запатентовали уникальную технологию получения этилена

    ​Ученые Института проблем химико-энергетических технологий Сибирского отделения Российской академии наук (Бийск) совместно с коллегами из Института катализа имени Г. К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук (Новосибирск) разработали уникальную технологию получения этилена.
    537
  • 25/12/2019

    Александр Белый: хороший катализатор дороже черной икры

    ​Пятеро учёных из Федерального исследовательского центра «Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук» стали лауреатами премии Правительства Российской Федерации в области науки и техники за 2019 год.
    666
  • 13/10/2020

    Почему Энергопарк остается недостижимой мечтой? Часть 3

    ​Часть 1. Почему Энергопарк остается недостижимой мечтой? Часть 2. Грозит ли программе "Академгородок 2.0" "электрический шок"? В последние годы жители Новосибирска столкнулись с новой напастью: с наступлением тепла на город периодически накатывает волна тошнотворных запахов.
    406
  • 09/06/2017

    О самых перспективных разработках в области альтернативной энергетики

    ​Как в ближайшем будущем мы сможем получать электричество и обогревать дома? Что позволит людям слетать на Марс? Казалось бы, уже давно открыты и работают основные источники электроэнергии и тепла. Но не все так просто.
    4173
  • 27/04/2017

    Академический, прикладной, эффективный: интервью академика Валентина Николаевича Пармона

    ​Научный руководитель Института катализа СО РАН академик Валентин Пармон считает, что настоящее мерило достижений ученого в технических науках — промышленные технологии. Валентин Пармон — один из самых авторитетных в мире ученых в области катализа и фотокатализа, химических методов преобразования энергии, нетрадиционных и возобновляемых источников энергии, термодинамики неравновесных процессов.
    2031
  • 09/06/2018

    Андрей Травников поздравил ученых ИК СО РАН с 60-летием института

    ​Глава региона обратился с приветственным словом к участникам и гостям торжественного мероприятия, посвященного 60-летию со дня основания ФГБУ науки Института катализа им. Г. К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук.
    1141
  • 07/06/2019

    Арктика станет чище

    ​Молодой учёный ТюмГУ, кандидат химических наук Андрей Елышев и специалисты Института катализа им. Г.К. Борескова СО РАН впервые исследовали новые катализаторы на основе стекловолокнистого материала, сочетающие высокую интенсивность тепло- и массообмена с низким гидравлическим сопротивлением для повышения экологической, энергетической и экономической эффективности существующих технологий противодействия техногенным источникам опасности в сфере защиты окружающей среды.
    1134
  • 24/11/2017

    Юрий Аристов: суровый климат России может стать ее конкурентным преимуществом

    ​Альтернативная энергетика подразумевает возможность получать тепло и энергию из того, чего много: где-то хватает солнечных дней, где-то — ветра, а чего предостаточно в Сибири? Правильно, холода. Учёные из Института катализа им.
    2069
  • 16/10/2017

    Директор ИК СО РАН академик Валерий Бухтияров о 13-м Европейском конгрессе по катализу: научные и ненаучные аспекты

    Крупнейший в Европе форум по катализу 13-й Европейский конгресс EuropaCat прошел с 27 по 31 августа во Флоренции, Италия. В работе конгресса приняла участие большая делегация Института катализа СО РАН.
    2992
  • 17/08/2017

    В новосибирском Академгородке прошла конференция «Графен: Молекула и 2D-кристалл»

    В Новосибирском государственном университете завершилась вторая российская конференция "Графен: Молекула и 2D-кристалл". Ее участниками стали 110 специалистов из России (Москвы, Новосибирска, Санкт-Петербурга, Черноголовки, Дубны, Якутска, Омска, Томск, Кемерово, Красноярска, Екатеринбурга, Улан-Удэ, Уфы, Челябинска), США, Беларуси, Испании, Германии и Великобритании.
    2754