Forskere viser, hvordan man kontrollerer en katalysator, der omdanner en drivhusgas til brændstof eller råmateriale

Forskere ved U.S. Department of Energy's Ames Laboratory har demonstreret en måde til præcist at kontrollere den kemi, der understøtter omdannelsen af ​​kuldioxid til enten brændstoffer eller råstofkemikalier, afhængigt af små ændringer i katalysatoren. Resultaterne, rapporteret i tidsskriftet Nature Communications, kan føre til mere effektive processer til genanvendelse af CO2 til økonomisk værdifulde produkter.

Undersøgelsen fokuserer på en katalysator baseret på et metal kaldet cerium. Når katalysatoren kombineres med en lille mængde oxygen og opvarmes i nærvær af kuldioxid og brint, forårsager det en kemisk reaktion, der omdanner kuldioxiden til enten methanol eller myresyre. Methanol er et brændstof, der kan bruges i forbrændingsmotorer eller brændselsceller, mens myresyre er et alsidigt kemikalie, der kan bruges til at fremstille en række andre produkter, herunder brændstoffer og plast.

Forskerne fandt ud af, at de kunne kontrollere forholdet mellem methanol og myresyre produceret ved reaktionen ved omhyggeligt at kontrollere mængden af ​​oxygen, der er til stede i katalysatoren. Når iltindholdet var lavt, producerede reaktionen mere methanol. Når iltindholdet var højt, producerede reaktionen mere myresyre.

"Vi var i stand til at opnå en meget høj selektivitet for enten methanol eller myresyre, hvilket er vigtigt til industrielle anvendelser," sagde Dr. Wenyu Huang, en videnskabsmand i Ames Laboratory's Chemistry and Materials Science and Technology Division og den tilsvarende forfatter til papiret . "Dette åbner muligheden for at bruge CO2 som et bæredygtigt råmateriale til produktion af brændstoffer og kemikalier."

Undersøgelsen kastede også lys over den mekanisme, hvormed katalysatoren virker, som kunne hjælpe forskere med at designe endnu mere effektive katalysatorer til CO2-omdannelse.

Denne forskning blev støttet af US Department of Energy's Office of Science.