Ученые повысили эффективность переработки углекислого газа с помощью наносеребра
Ученые выяснили, что наночастицы серебра диаметром около 10 нанометров особенно эффективно помогают превращать углекислый газ в угарный газ - сырье для производства топлива и химических веществ. Новый подход также позволил снизить энергозатраты более чем на 30% и одновременно получать водород и муравьиную кислот
Источник: Новости науки
МОСКВА, 25 сентября /Новости науки/. Ученые подобрали оптимальный размер наночастиц серебра для превращения углекислого газа в угарный газ - сырье для производства топлива и других химических продуктов. Об этом говорится в статье, опубликованной в журнале Advanced Functional Materials.
Наилучший результат показали частицы серебра диаметром около 10 нанометров, равномерно и достаточно свободно распределенные по углеродному материалу. Дополнительная химическая реакция позволила также снизить энергозатраты всего процесса более чем на 30%, говорится в сообщении.
«Если мы объединим производство CO с получением водорода и одновременным образованием других ценных химических веществ, таких как муравьиная кислота, мы сможем повысить общую ценность электрохимического процесса. CO и водород могут служить исходными компонентами для последующего производства устойчивого топлива и химических веществ», - приводятся в сообщении слова руководителя исследования Прашанта Менезеса.
Исследователи изучали электролиз углекислого газа - процесс, при котором с помощью электрической энергии CO₂ превращается в угарный газ. Затем угарный газ вместе с водородом может использоваться для получения синтез-газа и дальнейшего производства топлива и других химических веществ.
Ученые систематически меняли размер наночастиц серебра и их количество на углеродном материале, покрывающем электрод. Слишком маленькие частицы способствовали образованию водорода и снижали выход угарного газа, а слишком крупные обладали меньшей каталитической активностью.
Лучший результат получили при использовании наночастиц серебра диаметром около 10 нанометров. Их наносили на углеродный материал в количестве 0,2 миллиграмма на квадратный сантиметр электрода. Оптимизированный катализатор сохранял почти 100-процентную фарадеевскую эффективность по угарному газу в течение 100 часов работы.
Как удалось снизить энергозатраты
Дополнительно ученые изменили реакцию, которая происходит на втором электроде электролизера. Обычно там образуется кислород, а этот процесс требует значительного количества энергии и не дает ценного продукта.
Исследователи добавили в электролит альдегиды и заменили образование кислорода реакцией их окисления. В результате энергопотребление всего процесса снизилось более чем на 30%. Одновременно вместо кислорода образовывались полезный водород и ценные карбоновые кислоты, в том числе муравьиная кислота.
Наилучший результат показали частицы серебра диаметром около 10 нанометров, равномерно и достаточно свободно распределенные по углеродному материалу. Дополнительная химическая реакция позволила также снизить энергозатраты всего процесса более чем на 30%, говорится в сообщении.
«Если мы объединим производство CO с получением водорода и одновременным образованием других ценных химических веществ, таких как муравьиная кислота, мы сможем повысить общую ценность электрохимического процесса. CO и водород могут служить исходными компонентами для последующего производства устойчивого топлива и химических веществ», - приводятся в сообщении слова руководителя исследования Прашанта Менезеса.
Исследователи изучали электролиз углекислого газа - процесс, при котором с помощью электрической энергии CO₂ превращается в угарный газ. Затем угарный газ вместе с водородом может использоваться для получения синтез-газа и дальнейшего производства топлива и других химических веществ.
Ученые систематически меняли размер наночастиц серебра и их количество на углеродном материале, покрывающем электрод. Слишком маленькие частицы способствовали образованию водорода и снижали выход угарного газа, а слишком крупные обладали меньшей каталитической активностью.
Лучший результат получили при использовании наночастиц серебра диаметром около 10 нанометров. Их наносили на углеродный материал в количестве 0,2 миллиграмма на квадратный сантиметр электрода. Оптимизированный катализатор сохранял почти 100-процентную фарадеевскую эффективность по угарному газу в течение 100 часов работы.
Как удалось снизить энергозатраты
Дополнительно ученые изменили реакцию, которая происходит на втором электроде электролизера. Обычно там образуется кислород, а этот процесс требует значительного количества энергии и не дает ценного продукта.
Исследователи добавили в электролит альдегиды и заменили образование кислорода реакцией их окисления. В результате энергопотребление всего процесса снизилось более чем на 30%. Одновременно вместо кислорода образовывались полезный водород и ценные карбоновые кислоты, в том числе муравьиная кислота.
