a zöldebb, egyszerűbb módja annak, hogy hozzon létre syngas
UCLA és Rice kutatók új módszert, hogy készítsen létfontosságú ipari gáz
a kutatók UCLA Samueli School of Engineering, Rice Egyetem és UC Santa Barbara kifejlesztettek egy könnyebb és zöldebb módja annak, hogy hozzon létre syngas.
a munkájukat részletező tanulmány ma megjelent a Nature Energy-ben.
a Syngas (a “szintézis gáz” rövidítése) szén-monoxid és hidrogéngázok keveréke. Ammónia, metanol, egyéb ipari vegyi anyagok és üzemanyagok előállítására használják. A syngas létrehozásának leggyakoribb folyamata a széngázosítás, amely magas hőmérsékleten gőzt és oxigént használ (levegőből), amely nagy mennyiségű szén-dioxidot termel.
a szingáz előállításának egy másik környezetbarát módja, a metán száraz reformálása, két erős üvegházhatású gáz reakcióba lépésével jár: metánnal (például földgázból) és szén-dioxiddal. De ezt a folyamatot ipari méretekben nem használják széles körben, részben azért, mert a kémiai reakció megindításához legalább 1300 Fahrenheit (700 Celsius fok) hőmérsékletre van szükség.
az elmúlt évtizedben a kutatók megpróbálták javítani a syngas létrehozásának folyamatát különböző fémötvözetek felhasználásával, amelyek alacsonyabb hőmérsékleten katalizálhatják a szükséges kémiai reakciót. De a tesztek vagy nem voltak hatékonyak, vagy azt eredményezték, hogy a fémkatalizátorokat koksz borította, többnyire szénmaradvány, amely felhalmozódik a folyamat során.
az új kutatásban a mérnökök megfelelőbb katalizátort találtak: réz, amelynek néhány nemesfém ruténium atomja látható fénynek van kitéve. Az új katalizátor, amely egy apró, körülbelül 5 nanométer átmérőjű dudor (a nanométer egy méter milliárdod része), és egy fém-oxid tartó tetején fekszik, lehetővé teszi a kémiai reakciót, amely szelektíven termel syngas a két üvegházhatású gázból látható fény felhasználásával a reakció vezetésére, anélkül, hogy további hőenergia-bevitelre lenne szükség.
ezenkívül elvileg a folyamat csak koncentrált napfényt igényel, ami megakadályozza a korábbi módszereket sújtó koksz felhalmozódását is.
“a Syngas-t mindenütt használják a vegyiparban, hogy sok olyan vegyszert és anyagot hozzanak létre, amelyek lehetővé teszik mindennapi életünket” – mondta Emily Carter, az UCLA kiváló kémiai és biomolekuláris mérnöki professzora és a cikk megfelelő szerzője. “Ami izgalmas ebben az új folyamatban, az az, hogy lehetőséget kínál a befogott üvegházhatású gázok reakciójára — csökkentve a szén — dioxid-kibocsátást a légkörbe -, miközben ezt a kritikus kémiai alapanyagot olcsó katalizátor és megújuló energia felhasználásával állítják elő napfény formájában, fosszilis tüzelőanyagok helyett.”
Carter az UCLA ügyvezető alkancellárja és prépostja is.
John Mark Martirez, az UCLA asszisztens projekt tudósa elvégezte a reakció kvantummechanikai elemzését, bemutatva a gázokat létrehozó kémiai reakció lépésenkénti, atomonkénti folyamatát.
a tanulmány első szerzője Linan Zhou, a Rice posztdoktori tudósa. Más vezető szerzők közé professzorok Rice, Naomi Halas és Peter Nordlander, és a UC Santa Barbara, által vezetett Phillip Christopher.
a kutatást a légierő Tudományos Kutatási Hivatala támogatta a Védelmi Minisztérium multidiszciplináris egyetemi kutatási kezdeményezési programján keresztül, valamint a kémiai alapkutatásokat támogató Welch Alapítvány.
