Регион
Каталог оборудования
Меню
  • Главная
  • Новости
  • Институт катализа СО РАН повысил скорость реакции получения водорода из муравьиной кислоты

Институт катализа СО РАН повысил скорость реакции получения водорода из муравьиной кислоты

Ученые ФИЦ "Институт катализа СО РАН" разработали способ получения водорода из муравьиной кислоты с помощью модифицированных азотом углеродных наноматериалов. Он позволил повысить скорость реакции в пять раз и добиться практически полной селективности по водороду, составляющей 99,4%.
Специалисты ФИЦ "Институт катализа СО РАН" работают над различными способами получения азотсодержащих углеродных наноматериалов, исследуют их физико-химические и каталитические свойства. Ученые успешно синтезируют азотсодержащие углеродные нановолокна со структурами "рыбья кость" или "колода карт", а также бамбукоподобные нанотрубки.
Специалисты в своей работе используют два основных подхода к синтезу азотсодержащих углеродных наноматериалов. В первом случае азот встраивается в углеродную структуру непосредственно в ходе роста самого материала и равномерно распределяется по всему объему. Во втором случае гетероатом с помощью постобработки встраивается преимущественно во внешние графеновые слои исходного углеродного материала.
Азотсодержащие углеродные наноматериалы используют в качестве эффективных носителей для получения стабильных нанесенных катализаторов с мономолекулярной или атомарной дисперсностью. Высокодисперсные металлические катализаторы проявляют высокую активность в различных важных процессах, включая разложение муравьиной кислоты. Эта реакция важна при эффективном получении водорода для топливных элементов. Ученым удалось достичь рекордного роста скорости реакции в газофазной среде при температурах ниже 150 oС.
Благодаря методу постобработки можно значительно увеличить плотность азотных центров во внешних графеновых слоях углеродных нанотрубок. На этих центрах эффективно закрепляется высокодисперсный палладий в виде наночастиц размером 1 нм и множества отдельных атомов. Кроме того, в ходе постобработки формируются дополнительные поверхностные аминные группы, которые важны для протекания реакции. За счет этого метода удалось увеличить скорость реакции в пять раз, получив самое высокое значение для такого типа катализаторов. Селективность по водороду составила 99,4%. В случае использования обычных углеродных наноматериалов этот показатель не превышает 98%.
В настоящее время ученые исследуют разложение муравьиной кислоты в жидкой среде при комнатной температуре. Использование этой кислоты, синтезированной из возобновляемых источников, и проведение реакции при комнатной температуре делают процесс получения водорода более энергоэффективным и экономически целесообразным. Получаемый водород без примесей монооксида углерода может в перспективе применяться в процессах, которые разрабатывают в Центре компетенций НТИ "Водород как основа низкоуглеродной экономики".

Журнал «Мир газов»

Cпециализированный журнал, освещающий события в индустрии промышленных газов и криогенного оборудования.

Получите доступ к уникальным авторским статьям и оптимизированным цифровым версиям печатных изданий прямо сейчас!