Ny katalysator baner vej for kulstofneutralt brændstof

Australske forskere har banet vejen for kulstofneutralt brændstof med udviklingen af ​​en ny effektiv katalysator, der omdanner kuldioxid (CO2) fra luften til syntetisk naturgas i en 'ren' proces ved hjælp af solenergi.

Udført af University of Adelaide i samarbejde med CSIRO, forskningen kan gøre levedygtig en proces, der har et enormt potentiale til at erstatte fossile brændstoffer og fortsætte med at bruge eksisterende kulstofbaserede brændstofteknologier uden at øge atmosfærisk CO2.

Katalysatoren, forskerne har udviklet, driver effektivt processen med at kombinere CO2 med brint til at producere metan (hovedkomponenten i det fossile brændstof naturgas) og vand. I øjeblikket, naturgas er et af de vigtigste brændstoffer, der bruges til industrielle aktiviteter.

"At fange kulstof fra luften og udnytte det til industrielle processer er en strategi til at kontrollere CO2 -emissioner og reducere behovet for fossile brændstoffer, "siger ph.d. -kandidat fra University of Adelaide Renata Lippi, første forfatter til forskningen offentliggjort online forud for tryk i Journal of Materials Chemistry A .

"Men for at dette er økonomisk rentabelt, vi har brug for en energieffektiv proces, der udnytter CO2 som en kulstofkilde.

"Forskning har vist, at brintet kan produceres effektivt med solenergi. Men at kombinere brint med CO2 for at producere metan er en sikrere mulighed end at bruge brint direkte som energikilde og tillader brug af eksisterende naturgasinfrastruktur.

"Det vigtigste stikpunkt, imidlertid, er katalysatoren - en forbindelse, der er nødvendig for at drive reaktionen, fordi CO2 normalt er et meget inert eller ureaktivt kemikalie. "

Katalysatoren blev syntetiseret ved hjælp af porøse krystaller kaldet metal-organiske rammer, der tillader præcis rumlig kontrol af de kemiske elementer.

"Katalysatoropdagelsesprocessen involverede syntese og screening af mere end hundrede materialer. Ved hjælp af CSIROs hurtige katalysatortestfacilitet kunne vi hurtigt teste dem alle sammen, så opdagelsen kunne foretages på en meget kortere periode, sagde Danielle Kennedy, AIM Future Science Platform Director med CSIRO. "Vi håber at fortsætte samarbejdet med University of Adelaide for at tillade vedvarende energi og brint at blive anvendt til kemisk fremstilling af australsk industri."

Med andre katalysatorer har der været problemer omkring dårlig CO2 -omdannelse, uønsket kulilteproduktion, katalysatorstabilitet, lave metanproduktionshastigheder og høje reaktionstemperaturer.

Denne nye katalysator producerer effektivt næsten ren metan fra CO2. Kulilteproduktionen er blevet minimeret, og stabiliteten er høj under både kontinuerlig reaktion i flere dage og efter nedlukning og udsættelse for luft. Vigtigere, kun en lille mængde af katalysatoren er nødvendig for høj produktion af metan, hvilket øger den økonomiske levedygtighed. Katalysatoren fungerer også ved milde temperaturer og lave tryk, muliggør termisk solenergi.

"Det, vi har produceret, er et meget aktivt, meget selektiv (producerer næsten ren metan uden biprodukter) og stabil katalysator, der kører på solenergi, "siger projektleder professor Christian Doonan, Direktør for universitetets center for avancerede nanomaterialer. "Dette gør kulstofneutralt brændstof fra CO2 til en levedygtig mulighed."