Жаңа катализатор көмірқышқыл газын қалдыққа емес, шикізатқа айналдырады
|

Қытай ғалымдары ресейлік зерттеушілермен бірігіп, көмірқышқыл газын тиімді жолмен құмырсқа қышқылына айналдыратын катализатор әзірледі. Бұл жайында islam.kz порталы Nature Communications мерзімді басылымына сілтеме жасай отырып мәлім етеді. Көміртекті жабынының арқасында ол қышқыл ортада және калидің ең аз мөлшерінде тұрақты жұмыс істейтін болады. Бұл жайт газды қайта өңдеу процесін арзандатып, оның өнеркәсіпте қолдануды қолайлы етеді — мәселен, экологиялық таза көлік отынын өндіру кезінде. Көмірқышқыл газын электрлі, химиялық жолмен қалпына келтіру – электр тогының әсерімен өзге химиялық қосылысқа айналатын процесс. Бұл тәсілді CO₂-ні жоюдың әлісі ретінде ғана емес, шикізаттың құнды қайнар көзі ретінде қарастырады. Мәселен, сұйық отын, химия өнеркәсібінде ерітінді немесе компонен ретінде пайдаланылуы мүмкін құмырсқа қышқылын алуға болады. Дегенмен, CO₂-ні электролиздік (электрлі, химиялық жолмен) қалпына келтіру барысында жанама реакциядан сутек бөлінеді, ал бұл процестің тиімділігін төмендетеді. Сілтілі ерітінділерде бұл мәселені калий иондарын (K⁺) көбірек қосу арқылы шешеді, алайда, бұл процесс құнын арттырумен ғана емес, сонымен қатар, жабдықты бітеп, оның жұмысын нашарлататын шөгінділердің пайда болуына да әкеледі. Ал, керісінше, қышқыл орта қолданылса, катализаторлар тез бұзылып, тиімділігін жоғалтады. Осыны ескерген ғалымдар қышқыл ортада ең аз калий мөлшерімен ұдайы жұмыс істейтін катализатор әзірледі. Оның негізі — жұқа көміртек қабатымен жабылған индий оксиді (In₂O₃). Алдымен ғалымдар компьютерлік моделдеудің көмегімен катализатордың бетінде иондардың қалай таралатынын бақылау жолын анықтады. Модел көміртекті жабынның катализаторды бұзылудан ғана қорғап қоймай, сонымен қатар, оның бетінде калий иондарын ұстап тұратын электрлік өрісті қалыптастыратынын көрсетті. Осы себептен калий шөгіндіге айналмайды, осының нәтижесінде катализаторды бітемейді. Моделдеу нәтижесінде пайда болған болжамның растығына көз жеткізу немесе тексеру үшін қытай ғалымдары индий оксидінің нано бөлшектерін синтездеп, оларды көміртектің жұқа қабатымен қаптады. Содан кейін олар электролиттік реакторда бірқатар тәжірибе жүргізді. Олар өте қышқыл орта пайдаланып, әдеттегі жүйелердегіден бірнеше есе аз калий қолданды. Сынақ нәтижесі көрсеткендей, тіпті, осындай жағдайдың өзінде катализатор тұрақтылығын сақтап қалды: ол 100 сағаттан астам белсенділігін жоғалтпады, бұжан бөлек, CO₂-ны құмырсқа қышқылына айналдырудың тиімділігі 98,9 пайыздан төмендемеді.




