Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Kemi

Forskere udvikler en effektiv multifunktionel katalysator til CO2-hydrogenering til benzin

CO2-hydrogenering til carbonhydrider i benzinområdet over Na-Fe3O4/Zeolite multifunktionel katalysator. Kredit:WEI Jian

Konvertering af CO2 fra en skadelig drivhusgas til værdiskabende flydende brændstoffer bidrager ikke kun til at mindske CO 2 emissioner, men reducerer også afhængigheden af ​​petrokemikalier. Imidlertid, siden CO 2 er en fuldt oxideret, termodynamisk stabilt og kemisk inert molekyle, aktivering af CO 2 og dets hydrogenering til carbonhydrider eller andre alkoholer omfatter udfordrende opgaver. Mest forskning til dato, ikke overraskende, fokuserer på selektiv hydrogenering af CO 2 til kortkædede produkter, mens få undersøgelser af langkædede kulbrinter, såsom benzin-rækkevidde (C 5 -C 11 ) kulbrinter. Nøglen til denne proces er at søge efter en yderst effektiv katalysator.

Forskerholdet ledet af Dr. SUN Jian og prof. GE Qingjie i Dalian Institute of Chemical Physics er lykkedes med at forberede en yderst effektiv, stabil, og multifunktionel Na-Fe 3 O 4 /HZSM-5 katalysator til direkte produktion af benzin fra CO 2 hydrogenering. Denne katalysator udviste 78 procent selektivitet til C 5 -C 11 samt lav CH4- og CO-selektivitet under industrirelevante forhold. Og benzinfraktioner er hovedsageligt isoparaffiner og aromater, dermed favorisere oktantallet. I øvrigt, den multifunktionelle katalysator udviste en bemærkelsesværdig stabilitet i 1, 000 timer på stream, som absolut har potentialet som en lovende industriel katalysator for CO 2 udnyttelse til flydende brændstoffer.

Dybdekarakteriseringer indikerer, at denne katalysator muliggør RWGS over Fe 3 O 4 websteder, olefinsyntese over Fe 5 C 2 sites og oligomerisering/aromatisering/isomerisering over zeolitsyresteder. Den samordnede indsats fra de aktive steder kræver præcis kontrol af deres strukturer og nærhed. Denne undersøgelse baner en ny vej for syntese af flydende brændstoffer ved at bruge CO2 og H 2 . Desuden, det giver en vigtig tilgang til at håndtere uregelmæssigheden af ​​vedvarende kilder (sol, vind og så videre) ved at lagre energi i flydende brændstoffer.

Dette værk blev udgivet i Naturkommunikation .