Karbondioksitin amacı (CO2) hidrojenasyon kirliliği yakıta dönüştürmektir. Bu işlem CO’yu dönüştürür2ana sera gazlarından biri, kimyasal ürünlere ve yenilenebilir yakıtlara. Önemli bir ürün, plastiklerden yakıtlara kadar her şeyde kullanılan çok yönlü bir bileşik olan metanoldür.
Doğrudan doğal gaz boru hatlarına enjekte edilebilen metan gibi diğer bileşikler de üretilebilir. Daha uzun zincirlere sahip hidrokarbonlar da üretilebilir ve benzin veya havacılık yakıtı olarak kullanılabilir. Bu, geleneksel fosil yakıtlara sürdürülebilir alternatifler olan e-yakıtlar oluşturma olasılığını açar.
Brezilya’da Sere Gazı İnovasyonu Araştırma Merkezi (RCGI) ve Sere Paulo Üniversitesi (USP) Kimya Enstitüsü’nde Profesör Liane Rossi, Liane Rossi de dahil olmak üzere uluslararası bir konsorsiyum, Journal’da yayınlanan bir makalede yayınlanan bir konuda bir genel bakış sunuyor. Bilim.
Fransa’daki Center National de la Recherche Scientifique’de kıdemli bir araştırmacı olan Robert Wojcieszak, “Karbondioksit ile ilişkimizi yeniden düşünmemiz gerekiyor.” “Onu atık olarak görmek yerine, CO’yu yakalayabiliriz2 Endüstriyel kaynaklardan, hatta doğrudan havadan ve değerli bir karbon yapı taşı olarak kullanın. “
Katalitik parçacıkların yüzeyi CO’yu yakalar2 ve hidrojen molekülleri, onları bir arada tutan güçlü bağları zayıflatır. Bu, atomların kendilerini yeniden düzenlemesine ve yeni bağlar oluşturmasına ve istenen ürünleri oluşturmasına olanak tanır. Bilim adamları sürekli olarak daha iyi katalizörler geliştirmek için çalışıyorlar.
Makale, metanolü havacılık ve deniz taşımacılığı için yeşil bir çözüm olarak incelemiştir. Cuznal (CZA) katalizörü 1940’lardan beri metanol üretmek için kullanılmıştır. Verimliliği nedeniyle endüstri standardı haline geldi.
Ancak, “CZA kullanırken, katalitik sürecin bir tuhaflığı vardır: doğrudan dönüştürmek yerine farklı bir tepki tercih eder2 metanol içine. Bu, CO kullanmadığı anlamına gelir2 Birleşik Krallık’taki Londra Üniversitesi Londra’da profesör ve makalenin ortak yazarı Andrew Beale, “diye açıklıyor.
CZA ile ilgili bir başka sorun da toplanmadır. Zamanla, katalitik parçacıklar birlikte toplanır, bu da yüzey alanlarını azaltır ve onları daha az etkili hale getirir. İtalya’daki Bologna Üniversitesi’nde profesör olan Nikolaos Dimitratos, “Başlangıçta en aktif olan (ve genellikle en bakır içeren) katalizörler de en hızlı toplayanlardır.”
Dolayısıyla CZA mükemmel bir katalizör olmasına rağmen, performansı zamanla azalır. Bilim adamları CO kullanabilen daha iyi katalizörler arıyor2 Daha verimli ve daha uzun sürer. Potansiyel bir çözüm, hidrojenleştirmektir2 Havacılık ve deniz taşımacılığı gibi doğrudan elektrikleşmesi zor sektörler için temiz e-yakıtlar üretmek.
Yeni Katalizörler
Makale, bilim adamlarının yeni katalizör formülasyonlarını keşfettiklerini ve indiyum oksite dayananların büyük bir potansiyel gösterdiğini vurgulamaktadır. Son araştırmalar, bu yeni katalizörlerin% 85’inden fazlasının CO’yu dönüştürebileceğini göstermektedir.2 % 50’den fazla verimliliğe sahip metanole.
ABD’deki Duquesne Üniversitesi’nde profesör Jingyun Je, “İyi haber şu ki metanol üretimi gittikçe daha iyi oluyor” diyor. En popüler katalizör şu anda bakır, çinko oksit, manganez oksit ve Kit-6 adlı özel bir destek malzemesinden oluşmaktadır. Bu katalizör nispeten düşük bir sıcaklıkta (180 ° C) çalışabilir ve CO’yu verimli bir şekilde dönüştürebilir2 metanol içine.
Bununla birlikte, Rossi’nin açıkladığı gibi, “Nihai hedef sadece metanol üretmenin ötesine geçiyor, bu, birçok CO tarafından desteklenen sürdürülebilir bir gelecek oluşturmakla ilgili2-Birik ürünler. Anahtar, yenilikçi katalizörlerin gelişiminde yatmaktadır. CO’yu ilerleterek2 Hidrojenasyon, özellikle süreci güçlendirmek için yenilenebilir enerji kullandığımızda sera gazı emisyonlarını azaltabiliriz. “
Ancak, bu sihirli bir çözüm olduğu anlamına gelmez. Dikkate alınması gereken zorluklar ve ödünleşmeler var. CO’yu dönüştürmek için kullanılan teknoloji2bir fabrikadan geliyor veya doğrudan havadan yakalanıyor olsun ve ürünün yakıt olarak son uygulaması genel çevresel ayak izini önemli ölçüde etkileyebilir.
Beklentiler
Makalede, bilim adamları, CO’nun hidrojenasyonundaki heterojen katalizörlerin aktivitesini etkileyen ana faktörleri detaylandırır.2 metanol. Katalizör stabilitesini artırmak ve hidrojenasyon özelliklerini geliştirmek için farklı stratejileri vurgularlar, son beş yılın en önemli ilerlemelerini ve daha verimli formülasyonlar geliştirme zorluklarını özetlerler. CO’nun tarihsel ve mekanik yönleri2 Hidrojenasyon da tartışılmaktadır.
Paladyum-indiyum katalizörleri gibi alternatifler incelense de, maliyetler önemli bir engel olmaya devam etmektedir. Bu zorluğa rağmen, katalizör tasarımı ve malzeme analizi tekniklerindeki ilerlemeler, CO tarafından yönlendirilen daha temiz bir enerjinin yolunu açıyor2 hidrojenasyon.
Wojcieszak, “Reaksiyonları moleküler düzeyde anlamakta hala zorlanıyoruz ve sinterleme, zehirlenme ve kok oluşumu gibi katalizör devre dışı bırakma mekanizmaları iyi anlaşılmıyor.”
Ancak bilim adamları gelecekteki ilerlemelerin mümkün olduğuna inanıyorlar. Artan bilgi işlem gücü, özellikle yapay zeka ve kuantum bilgi işlem alanlarında, büyük miktarlarda veri ile birleştirildiğinde, daha kesin simülasyonlar ve katalizör davranışının daha iyi anlaşılmasını sağlayacaktır. Bu arada, yeni gerçek zamanlı karakterizasyon teknikleri aktif siteler ve reaksiyon mekanizmaları hakkında daha ayrıntılı bilgi sağlayacaktır.
