- Команда во главе с профессором UNIST Ким Гон Тхэ разрабатывает катализатор, позволяющий получить синтетический газ из метана и углекислого газа
Иллюстрация технологии катализатора для производства синтетического газа [UNIST]
[Herald Business = Корреспондент Ку Бон Хёк] Южнокорейские ученые разработали катализатор для производства синтетического газа, который позволяет получить полезные газы, такие как водород и монооксид углерода, с использованием парниковых газов - главных виновников глобального потепления. Возможность коммерциализации также увеличилась, поскольку он удовлетворяет различные требования, необходимые для массового внедрения.
Ким Гон Тхэ, профессор энергетики и химической инженерии из Ульсанского института науки и технологий (UNIST), разработал улучшенную технологию катализатора, которая превращает углекислый газ (CO2) и метан (CH4) в полезные синтетические газы, такие как водород (H2) или окись углерода (CO). Эффективность преобразования составляет более 95%, и может работать в течение 1000 часов без вспомогательных газов, которые применяются в существующих методах для улучшения производительности.
Синтетический газ относится к газовым ресурсам, получаемым путем химического синтеза, а не добычи полезных ископаемых. Ожидается, что объем рынка синтетических газов составит 60 трлн вон в 2022 году и 88 трлн вон в 2028 году. Таким образом, рыночный спрос на них быстро растет, но локализовать основные технологии было непросто, поскольку они принадлежат иностранным компаниям. В последнее время крупные южнокорейские компании пытаются выйти на данный рынок, осознав их важность.
«Новая разработка послужит плацдармом для попыток локализовать технологию производства синтетического газа. Еще одной важной ее особенностью является массовое использование углекислого газа, главного виновника глобального потепления, в производстве синтетического газа» - пояснил профессор Ким.
Основным компонентом нового катализатора является переходный металл на основе железа (Fe) и никеля (Ni). Он стоит относительно дешево, поскольку не содержит драгоценных металлов. Причем никелевые компоненты имеют не объемную форму, как раньше, а форму наночастиц высокой плотности, поднимающихся на поверхность перовскитовой подложки. Благодаря этому частицы никеля не кучкуются и не перемещаются по поверхности катализатора, сохраняя тем самым реакционную способность.
Профессор Ким Гон Тхэ (слева) и исследователь О Джин Гён [UNIST]
Ранее для поддержания реактивности вместе с метаном и диоксидом углерода вводились разбавляющие газы, такие как азот, аргон, гелий и водяной пар. Однако стоимость добавления такого процесса и последующего разделения газов была высокой с точки зрения коммерциализации. Исследователи решили эту проблему, применив технику «умной саморегенерации», при которой частицы никеля внутри катализатора сами по себе выходят на поверхность. Работоспособность катализатора сохранялась длительное время по мере регенерации новых наночастиц никеля на поверхности катализатора.
«Для стабильного производства синтетического газа и водорода с помощью реакций сухого риформинга метана при низких затратах необходимо поддерживать активность катализатора, обеспечить его стабильность и избавиться от разбавляющих газов. Данное исследование внесет значительный вклад в коммерциализацию сухого риформинга метана» - сказал профессор Ким.
Результаты исследования появились 30 мая в онлайн-новости международного научного журнала в области химии «Angewandte Chemie» и ждут официального опубликования.
nbgkoo@heraldcorp.com