Нанотехнологии
Википедия
Нанотехнологии
Нанотехнология представляет собой междисциплинарную область прикладной и фундаментальной науки и техники, которая имеет дело с совокупностью теоретическог... читать далее »
Новости Нанотехнологий
13.04.2014 14:01

Нанокристаллическая медь превратит СО в топливо. Нанотехнологии.

Нанокристаллическая медь превратит СО в топливо
Новый тип нанокристаллического медного электрода, катализирующего электрохимическую конверсию моноксида углерода в спирты, был продемонстрирован исследователями из США. Исследователи надеются, что в будущем новая система окажется полезной для запасания энергии из возобновляемых источников, а также сделает технологии улавливания диоксида углерода более удобными с экономической точки зрения.

Ряд электрохимических катализаторов могут восстанавливать углекислый газ до моноксида углерода, но тот нельзя назвать хорошим топливом – у газообразного СО низкая плотность энергии, а также он отличается высокой токсичностью. Дальнейшее восстановление моноксида углерода до жидких топлив, таких как спирты, однако, представляет собой более сложный процесс. Был разработан уже целый ряд каталитических процессов, с помощью которых можно получать спирты из моноксида углерода и водорода, однако недостатком этих процессов является то, что в промышленности водород получают переработкой ископаемых топлив.

Электрохимическое восстановление моноксида углерода до спиртов с использованием лишь воды в качестве источника водорода является ключевой целью для специалистов по химии топлива. Эта реакция катализируется медью, так что, принципиально – все, что нужно для ее осуществления это электрод из меди. Однако на практике большая часть водорода, который образуется при электрохимическом разложении воды, скорее выделяется в виде газа, не восстанавливая угарный газ.

Мэттью Канан (Matthew Kanan) с коллегами из Стэнфорда и Национальной Лаборатории Лоуренса Беркли сравнили результаты, полученные с помощью стандартных электродов из медной фольги с результатами, полученными с помощью электродов из нанокристаллической меди. Исследователи изучили как коммерчески доступные электроды из наночастиц, которые были получены быстрым испарением меди и последующим охлаждением ее паров с образованием наночастиц, так и электроды собственного изготовления, которые они получали, окисляя медную фольгу и восстанавливая оксид до меди.

Как при применении стандартного электрода из медной фольги, так и при применении коммерческих медных электродов из наночастиц на восстановление моноксида углерода затрачивалось лишь 5% от электрохимически сгенерированного водорода. Электроды полученные восстановлением оксида, напротив, приводил к 50% использованию водорода, который восстанавливал СО в смесь этанола, уксусной кислоты, этилена и пропанола.

Исследователи предполагают, что полученные непосредственно ими электроды обеспечивают такой высокий результат благодаря границам между отдельными наночастицами, входящими в состав электрода – на таких границах могут формироваться соединения, которые не могут быть устойчивы на обычной поверхности частицы. В настоящее время исследователи планируют построить карты этих границ между наночастицами с атомным разрешением в надежде, что такая информация поможет химикам-теоретикам определить, в какие конкретно реакции вступает моноксид углерода на этих границах.

Источник

© WIKI.RU, 2008–2017 г. Все права защищены.