Hitech logo

Кейсы

Инновационный катализатор позволяет производить водород без выбросов CO₂

TODO:
Екатерина ШемякинскаяСегодня, 11:33 AM

Учёные из Майнцского университета имени Иоганна Гутенберга разработали новый электрохимический метод, позволяющий превращать промышленные отходы, в частности глицерин, в ценные продукты — формиат и водород. Технология может работать на возобновляемой электроэнергии и не сопровождается выбросами CO₂, что делает её перспективной для «зелёной» трансформации химической промышленности.

Самые интересные технологические и научные новости выходят в нашем телеграм-канале Хайтек+. Подпишитесь, чтобы быть в курсе.

Глицерин образуется в больших объемах как побочный продукт при производстве биодизеля. Исследователи предложили использовать этот отход как исходный материал для получения востребованных химических соединений. Формиаты широко применяются в химической промышленности, а водород может использоваться как энергоноситель, в том числе для транспорта.

В основе разработки лежит модифицированный вариант электролиза воды. Обычно в ходе этого процесса вода расщепляется на водород и кислород с помощью электричества. В так называемом «гибридном электролизе» ученые вводят в процесс глицерин. В результате электролитического расщепления образуется водород, а вторым целевым продуктом становится формиат, а не кислород.

С химической точки зрения, молекула глицерина с тремя атомами углерода расщепляется на формиат, содержащий всего один атом углерода. В отличие от традиционного производства формиатов из нефти, сопровождающегося выбросами CO₂, новый подход может быть углеродно-нейтральным при использовании чистой электроэнергии.

Новый процесс основан на особом катализаторе, созданном исследовательской группой. На молекулярном уровне он объединяет два металла — медь и палладий. Они расположены так, чтобы эффективно направлять электрохимическую реакцию. Эксперименты с катализатором проводились совместно с группой из Национального университета науки и технологий Тайваня. Это позволило изучить механизм реакции и подтвердить стабильность и селективность процесса.

В дальнейших планах команды — заменить дорогостоящий палладий на более распространённые металлы, чтобы сделать технологию экономически привлекательной для масштабного применения. Кроме того, исследователи намерены разработать дополнительный этап восстановительного электролиза, который позволит превращать формиат в метанол — более востребованное на мировом рынке химическое сырьё.