Золотые наночастицы помогут преобразовать углекислоту в топливо

Золотые наночастицы помогут преобразовать углекислоту в топливо

Небольшие частицы золота, шепетильно подобранные исследователями из частного американского Университета Брауна (Brown University), становятся катализатором, избирательно преобразующим углекислый газ CO2 в окись углерода CO, которую после этого возможно применять для производства других видов горючего.

«Отечественное изучение раскрывает потенциал шепетильно обработанных наночастиц золота для преобразования СО2 в нужные формы углерода», — поведал Шухен Сан (Shouheng Sun) доктор химических наук и один из ведущих авторов изучения, размещённого в «Издании Американского химического общества» (Journal of the American Chemical Society). «Работа, которую мы выполнили, предварительная, но мы думаем, что громадный потенциал данной технологии нужно увеличить для коммерческого применения».

Двуокись углерода CO2 – стабильная молекула, которая должна быть преобразована в активную форму CO, дабы сделать ее нужной для синтетического «газа», метанола и других других видов горючего. Прошлые изучения продемонстрировали, что катализаторы из золотой фольги активизируют это преобразование, но не являются действенными.

Золото пытается реагировать с CO2 и водой, в которой растворен углекислый газ, стимулируя появление побочного продукта водорода, а не только CO. Несколько экспериментаторов из Университета Брауна во главе с доктором наук аспирантом и Саном Вэньлэй Чжу (Wenlei Zhu) решила узнать, как изменится темперамент действия золота на углекислоту, в случае если измельчить его до размеров наночастиц.

Исследователи поняли, что золотые наночастицы действуют избирательнее фольги, но что еще ответственнее, для эффективности процесса значительное значение имеет правильный размер частиц. Оказалось, что наночастицы размером 8 нанометров снабжают преобразование в СО 90% углекислого газа. Команда кроме этого тестировала другие размеры 4, 6 и 10 нм, но итог был хуже.

По словам доктора наук Эндрю Петерсона (Andrew Peterson) итог был неожиданным. «В то время, когда мы уменьшали частицы, то приобретали больше активности, но в то время, когда мы прошли 8 нанометров, то взяли ослабление активности». Чтобы выяснить, что происходит Петерсон и исследователь Рональд Михальски (Ronald Michalsky) применяли моделирование способами теории функционала плотности. Они смогли продемонстрировать, как воздействует на каталитические особенности форма частиц при различных размерах.

«В то время, когда вы берете сферу и уменьшаете ее до меньших и меньших размеров, в большинстве случаев, получается все более неверная форма с плоскими поверхностями, углами и гранями», — растолковывает Петерсон. Мы узнали, что громаднейшую активность преобразования СО2 в СО проявляют грани частиц, в то время, как углы в основном создают побочные продукты, которым есть водород.

С уменьшением размеров частиц появляются точки, где оптимизируется активность, т.к. появляется все больше граней, но все еще маленькое число углов. Но в случае если частицы через чур уменьшаются, грани начинают уменьшаться, и вы остаетесь с одними углами».

Познание сущности процесса разрешило исследователям продолжить работу над предстоящей оптимизацией частиц. Ученые уверены в том, что эти знания смогут быть использованы для рециркуляции CO2 в промышленных масштабах. «Так как мы используем наночастицы, мы используем значительно меньше золота, чем в массовых железных катализаторах, что снижает цена изготовления и позволяет для расширения масштабов», — вычисляет доктор наук Сан.

По данным The Engineer

Эксперемент по Юткину. Получение наночастиц…


Темы которые будут Вам интересны:

Читайте также: