Вчені перетворили вуглекислий газ на паливо за допомогою одноатомного каталізатора

3 хвилин читання

Дослідники з ETH Zurich створили каталізатор, який дозволяє ефективно перетворювати вуглекислий газ на метанол. Технологія може знизити витрати енергії та відкрити нові можливості для екологічного палива, пише ScienceDaily.

Кожен з ізольованих атомів індію (золотого кольору) може каталізувати синтез метанолу (вгорі праворуч). Фото: ETH Zurich

Як вчені планують добувати паливо з повітря?

Команда науковців розробила новий тип каталізатора, який значно зменшує енергетичний бар’єр у процесі перетворення CO2 і водню на метанол — один із ключових компонентів у виробництві палива та хімічної продукції.

Читайте також: Дослідники з Оксфордського університету виявили механізм, який міг допомагати Землі підтримувати придатний для життя клімат протягом останніх 60 мільйонів років. Результати опублікували в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Підписуйтеся на наші соцмережі

На відміну від традиційних рішень, новий каталізатор має одноатомну структуру: кожен атом металу (індію) виступає як окремий активний центр. Це дозволяє максимально ефективно використовувати матеріал і значно підвищує продуктивність реакції.

«Метанол є універсальною сировиною для виробництва широкого спектра матеріалів — фактично «швейцарським ножем» хімії».
Зазначив Хав'єр Перес-Рамірес, професор інженерії каталізу.

Чому новий каталізатор важливий

Метанол відіграє ключову роль у переході до чистішої енергетики. Якщо водень для його виробництва отримують із відновлюваних джерел, весь процес може бути кліматично нейтральним.

Крім того, технологія дозволяє не просто зменшувати викиди CO2, а й перетворювати їх на корисний ресурс — паливо або сировину для промисловості.

Як працює новий каталізатор

У традиційних каталізаторах метали формують наночастинки, в яких лише частина атомів бере участь у реакції. У новому підході кожен атом індію закріплений на поверхні оксиду гафнію та працює окремо.

Це не лише підвищує ефективність, а й дає змогу краще досліджувати сам механізм реакції — без «шуму» від неактивних атомів.

Для створення такої структури вчені застосували екстремальні умови — нагрівання матеріалів до 2000–3000 градусів за Цельсієм із подальшим швидким охолодженням. У результаті вдалося отримати стабільний каталізатор, який витримує високі температури та тиск, необхідні для промислового виробництва.

Розробка відкриває нові можливості для використання CO2. Замість того, щоб викидати його в атмосферу, його можна перетворювати на паливо, зменшуючи вплив на клімат.