Новый стабильный катализатор превращает углекислый газ в топливо
Человечество выделяет в атмосферу все больше углекислого газа с каждым годом. Химики смогли модифицировать медный катализатор так, что он позволит превратить часть этого соединения в полезные химические соединения
Углекислый газ, выбросы которого, как считается, способствуют глобальному потеплению, является хорошим сырьем для получения целого ряда важных для химической и топливной промышленностей соединений. Например, при нагревании CO2 с водородом, он может восстанавливаться до угарного газа, который, в свою очередь, при взаимодействии с H2 может превратиться в метан или метанол в зависимости от используемого катализатора. Кроме того, возможны и другие реакции синтеза органических соединений с участием углекислого газа.
Для конверсии углекислого газа ученые обычно использовали медные катализаторы, так как они обладают высокой эффективностью. Однако, эти соединения довольно нестабильны и срок их службы не такой долгий, как хотелось бы. В новом исследовании команда химиков показала, как можно увеличить стабильность такого рода катализаторов.
В обычных условиях реакции медь быстро переходит из положительно заряженной формы в нейтральное состояние, из-за чего в ходе реакции практически не образуется продуктов с более чем двумя атомами углерода в цепи. Тем не менее, вещества с более длинными молекулами крайне важны, так как объемы их производства, как правило, ниже, чем низкомолекулярных соединений.
Авторы новой работы выяснили, что добавление в медный катализатор атомов бора повышает его стабильность. В своем исследовании ученые провели эксперименты с различными соотношениями меди и бора. В результате они определили оптимальный состав сплава, при котором в процессе синтеза из CO2 получалось больше продуктов с двумя и более атомами углерода в главной цепи. Исследователи также показали, что бор-медный катализатор может работать при плотностях тока, используемых в промышленности.
Статья об открытии опубликована в журнале Angewandte Chemie International Edition.
