Ερευνητές ανέπτυξαν ένα νέο αποδοτικό καταλύτη χαμηλής θερμοκρασίας για την παραγωγή υδρογόνου

Ερευνητές αναφέρουν σε μια νέα μελέτη η οποία δημοσιεύθηκε στην επιστημονική επιθεώρηση Science, ότι έχουν αναπτύξει έναν νέο καταλύτη χαμηλής θερμοκρασίας για την παραγωγή αερίου υδρογόνου υψηλής καθαρότητας, χρησιμοποιώντας συγχρόνως μονοξείδιο του άνθρακα (CO).

Καθότι ο καταλύτης λειτουργεί σε χαμηλή θερμοκρασία και χαμηλή πίεση για τη μετατροπή του νερού (H2O) και του μονοξειδίου του άνθρακα (CO) σε αέριο υδρογόνο (H2) και διοξείδιο του άνθρακα (CO2), θα μπορούσε επίσης να μειώσει το κόστος λειτουργίας της διαδικασίας αυτής που ονομάζεται “μετατόπιση αερίου-νερού”.

Ο καταλύτης αποτελείται από συσσωματώματα νανοσωματιδίων χρυσού στοιβαγμένα σε ένα υπόστρωμα καρβιδίου του μολυβδαινίου. Αυτός ο χημικός συνδυασμός είναι εντελώς διαφορετικός από τους καταλύτες με βάση το οξείδιο που χρησιμοποιούνται για την τροφοδοσία της “μετατόπισης αερίου-νερού”, σε μεγάλες βιομηχανικές εγκαταστάσεις παραγωγής υδρογόνου.

“Τα καρβίδια είναι πιο χημικά αντιδραστικά από τα οξείδια”, αναφέρουν οι ερευνητές στη μελέτη τους. “Και η η διασύνδεση χρυσού-καρβιδίου έχει καλές ιδιότητες για την αντίδραση μετατόπισης αερίου-νερού, καθότι αλληλεπιδρά καλύτερα με το νερό απ’ότι τα καθαρά μέταλλα”.

“Σχεδιάσαμε διαφορετικές διεπαφές χρυσού και καρβιδίου του μολυβδενίου και μελετήσαμε τον μηχανισμό αντίδρασης για να εντοπίσουμε ακριβώς πού συμβαίνουν οι αντιδράσεις, οι ενεργές θέσεις όπου δεσμεύονται τα άτομα και πώς οι δεσμοί χαλαρώνουν και μεταμορφώνονται”.

“Αυτή είναι μια πολύπλοκη πολύπλοκη αντίδραση. Η αλληλεπίδραση μεταξύ του χρυσού και του υποστρώματος του καρβιδίου είναι πολύ σημαντική. Ο χρυσός συνήθως συνδέει τα πράγματα πολύ αδύναμα. Με αυτή τη μέθοδο σύνθεσης έχουμε ισχυρότερη προσκόλληση του χρυσού σε καρβίδιο του μολυβδαινίου με ελεγχόμενο τρόπο”.

“Αυτή η διαμόρφωση σταθεροποιεί το ενδιάμεσο κλειδί που σχηματίζεται καθώς προχωρά η αντίδραση και η σταθερότητα αυτού του ενδιάμεσου προσδιορίζει τον ρυθμό παραγωγής υδρογόνου”.

Παραπομπές

Ding Ma et al. Atomic layered Au clusters on alpha-MoC as catalyst for the low temperature water gas shift reaction. Science (2017). DOI: 10.1126/science.aah4321

ΑΝΔΡΕΑΣ ΓΡΗΓΟΡΙΟΥ

Παιδί της επιστήμης και της τεχνολογίας, παρέα με ένα γάτο κοιτάζει το σύμπαν και θέτει ερωτήσεις

You may also like...

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *