Разработан новый нанокатализатор, который перерабатывает основные парниковые газы — такие как диоксид углерода (CO2) и метан (CH4), в газообразный водород (H2) с высокой добавленной стоимостью. Ожидается, что этот катализатор внесет большой вклад в развитие различных технологий преобразования отходов в энергию, поскольку он имеет более чем вдвое большую эффективность преобразования CH4 в H2 по сравнению с традиционными электродными катализаторами. О новой разработке сообщает UNIST — Национальный институт науки и технологий Ульсана в Южной Корее.
Группа исследователей под руководством профессора Гун-Тэ Кима из Школы энергетики и химической инженерии в UNIST разработала новый метод повышения производительности и стабильности катализаторов, используемых в реакции (например, в сухом риформинге метана, DRM), которая производит H2 и окись углерода (CO) из хорошо известных парниковых газов, таких как CO2 и CH4.
Обычные катализаторы, используемые для сухого риформинга метана, представляют собой комплексы металлов на основе никеля (Ni). Однако со временем их характеристики ухудшаются, а вместе с ними и срок службы самого катализатора. Это связано с тем, что углерод накапливается на поверхности катализаторов.
«Равномерный и количественно контролируемый слой железа (Fe) посредством осаждения атомных слоев (ALD) способствует топотактическому распаду, увеличивая мелкодисперсные наночастицы», — объясняет Сангвук Джу, доктор наук в Школе энергетики и химической инженерии UNIST, первый автор исследования.
Новый катализатор продемонстрировал высокую каталитическую активность для процесса DRM без заметного ухудшения характеристик в течение более 410 часов непрерывной работы. Результаты эксперимента также показали высокую конверсию метана (более 70%) при 700 °C.
«Это более чем в два раза превышает эффективность преобразования энергии, чем у традиционных электродных катализаторов, — отметил профессор Ким. — В целом, обилие нанокатализаторов из сплавов, полученных с помощью осаждения атомных слоев, знаменует собой важный шаг в развитии процесса распада и его применения в области использования энергии».
