Bilim adamları CO’nun %99’undan fazlasını azalttı2 Ham petrol ürünlerinin yakıtlara dönüştürülmesi sırasında üretim.
Fischer-Tropsch sentezi (FTS), petrokimya endüstrisinde karbon monoksit (CO) ve hidrojen (H) karışımı olan sentez gazını (sentez gazı) dönüştüren yaygın olarak kullanılan bir işlemdir.2) sıvı hidrokarbonlara dönüşür.
Yayınlanan bir çalışmada BilimÇin’den bir araştırma ekibi, milyonda parça seviyesinde bromometan (CH) eklemenin mümkün olduğunu keşfetti.3Br)’nin demir bazlı katalizörler üzerinden sentez gazına dönüştürülmesi, reaksiyon sonucunu tamamen değiştirerek, onu önemli ölçüde daha yeşil hale getirdi.
Halojen içeren bileşiğin eklenmesi CO’yu azalttı2 tipik %18-35’ten sıfıra yakın seçicilik. Eş zamanlı olarak, olefin (bir karbon-karbon çift bağı içeren hidrokarbon) seçiciliği, karbon içeren ürünler arasında %85’e yükseldi; olefin-parafin oranı 13:1’di; bu, değiştirilmemiş katalizörle 1,3:1 oranından 10 kat daha fazla bir gelişmeydi.
Dünya daha yeşil enerji teknolojileri geliştiriyor ancak fosil yakıtlar hâlâ küresel enerji tüketiminin %80’inden fazlasını oluşturuyor. Sürdürülebilir bir gelecek inşa etmek için yenilenebilir kaynakların daha verimli hale getirilmesinin yanı sıra fosil yakıtların çevresel etkilerinin azaltılması da gerekiyor.
Araştırmacılar bu nedenle petrokimya endüstrisinin vazgeçilmez bir parçası olan FTS sürecinin verimliliğini ve çevre dostuluğunu artırmaya odaklandılar.
1920’lerde Alman Franz Fischer ve Hans Tropsch tarafından icat edilen FTS süreci, II. Dünya Savaşı sırasında Alman ordusuna gerekli sıvı yakıtların sağlanmasında önemli bir rol oynadıktan sonra popülerlik kazandı. Birincil reaksiyon, karbon monoksitin (CO) ve hidrojenin (H) dönüştürülmesini içerir.2) bir katalizör varlığında sentez gazını hidrokarbonlara dönüştürür.
Dünya çapındaki FTS’nin üçte ikisinden fazlası, yılda neredeyse 15,70 milyon tona karşılık gelen demir bazlı katalizörler tarafından sağlanıyor. Bu katalizörler düşük maliyetli olmaları, doğal bollukları ve kısa sürede daha iyi verim almaları nedeniyle tercih edilmektedir. Bununla birlikte, demir katalizörleri aşırı CO2 oluşumuna yol açan istenmeyen reaksiyonları teşvik etmeleriyle ünlüdür.2 oluşumu.
Daha önce kimyagerler CO’yu azaltmaya çalışıyordu2 Demir katalizörlerinin hidrofobik malzemelerle veya grafen katmanlarla kaplanmasıyla oluşan oluşum, seçiciliği yalnızca %13’ün altına düşürdü. Demir karbür katalizörlerin modifiye edilmesiyle yaklaşık %10 CO elde edildi2 seçicilik ancak düşük CO dönüşümü ve zayıf olefin verimliliğinden muzdaripti.
Bu çalışmadaki araştırmacılar, olefin verimini artırmanın ve CO2’yi azaltmanın çok basit ama güçlü bir yolunu buldular.2 FTS sürecinden kaynaklanan emisyonlar. Katalitik reaksiyon sırasında sentez gazı besleme gazına doğrudan eser miktarda bromometan eklediler.
Bu birlikte besleme işlemi, katalizör yüzeyini yeniden şekillendiren yüzeye bağlı brom varlıklarını oluşturdu. Bu varlıklar, su ve CO2 üreten iki istenmeyen reaksiyonu (su-gaz değişimi (WGS) ve Boudouard reaksiyonları) engelledi.2 yan ürünler. Ayrıca katalizör, olefinlerin daha az değerli ürünlere hidrojenlenmek yerine katalizör yüzeyinden ayrılmasını da kolaylaştırdı.
Modifiye edilmiş katalizör ayrıca 450 saatten fazla sorunsuz çalışarak uzun vadeli kayda değer bir stabilite gösterdi.
Araştırmacılar, bu pratik stratejinin ticari formülasyonlar da dahil olmak üzere çok çeşitli Fe bazlı FTS katalizörleriyle uyumlu olduğunu belirtiyor. Kömür ve sentez gazının nötr karbon dönüşümünü mümkün kılan bu çalışma, fosil yakıt kimyası ile iklim sürdürülebilirliği arasındaki boşluğu kapatabilir.
Sizin için yazarımız Sanjukta Mondal tarafından yazılan, Sadie Harley tarafından düzenlenen ve Robert Egan tarafından doğrulukları kontrol edilen ve gözden geçirilen bu makale, insanların dikkatli çalışmasının sonucudur. Bağımsız bilim gazeteciliğini canlı tutmak için sizin gibi okuyuculara güveniyoruz. Bu raporlama sizin için önemliyse lütfen bağış yapmayı düşünün (özellikle aylık). Bir alacaksın reklamsız bir teşekkür olarak hesaplayın.
