Предложен новый путь получения углеродно-нейтрального топлива из углекислого газа

Ученые из Стэнфордского университета и Технического университета Дании (ТУД) открыли новую практическую стартовую точку превращения углекислого газа в экологичное жидкое топливо, включая горючее для тяжелых видов транспорта.

Углеродно-нейтральная утилизация СО2 – перспективная альтернатива его закапыванию в землю. Исследователи показали, как электричество и доступный катализатор превращают газ в высокоэнергетический СО лучше традиционных методов. Для запуска реакции команда использовала оксид церия, сообщает sciencedaily.com. Он лучше других катализаторов сопротивляется распаду.

Отделение кислорода для получения оксида углерода – первый этап превращения углекислого газа почти в любое жидкое топливо, другой продукт. Добавление водорода позволит получить горючее, вроде синтетического дизеля. Команда планирует использовать возобновляемую энергию для преобразования СО, чтобы сделать процесс углеродно-нейтральным.

Выводы исследования опубликованы в Nature Energy.

«Мы показали, что электричество восстанавливает СО2 до СО с полной избирательностью, без нежелательного побочного продукта – твердого водорода», — сказал адъюнкт-профессор Стэнфорда Уильям Чуех, один из трех старших авторов работы.

Специалист привлек к проекту Кристофера Грейвса и Тейса Скафте из ТУД.

«Мы годами занимались высокотемпературным электролизом СО2. Партнерство со Стэнфордом помогло совершить прорыв, — сказал Скафте, ведущий автор. – Мы добились фундаментального понимания и практической демонстрации более прочного материала».

Главные недостатки процесса – низкая эффективность и большие затраты энергии. Ученые решили проблему, заменив никелевый электрод цериевым. Новый материал продлил срок службы устройства, потенциально снижая затраты на производство СО.

«Церий захватывает углерод в стабильном окисленном состоянии. Мы смогли объяснить это поведение вычислительными моделями восстановления СО2 при повышении температуры. Результаты подтвердила рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия устройства», — сказал Михал Байдич, старший автор из Стэнфорда.

Команда надеется, что проект, объяснивший механизмы электролиза углекислого газа, поможет ученым настраивать свойства поверхности церия и других оксидов для дальнейшего улучшения процесса.