Миланские ученые изучают превращение CO₂ в метан с помощью чистой энергии

Что, если углекислый газ, который мы привыкли считать проблемой, можно превратить в чистое топливо? Ученые из Милана придумали, как с помощью наночастиц никеля заставить CO₂ работать на нас — и это только начало большой энергетической революции.

Обложка ACS Catalysis

Источник: ACS Catalysis

Ежедневно в атмосферу попадает огромное количество углекислого газа (CO₂), основного парникового газа, влияющего на глобальное потепление. Исследование, опубликованное в журнале ACS Catalysis, посвящено способу преобразования CO₂ и водорода в метан — газ, который можно использовать как топливо. Это важный шаг к развитию устойчивых технологий и снижению вредных выбросов.

Работу провели ученые из Лаборатории катализа и каталитических процессов (LCCP) Департамента энергетики Политехнического университета Милана, признанной в мире лабораторией по гетерогенному катализу — процессу, где твердый катализатор ускоряет химическую реакцию.

Ежедневно в атмосферу выбрасываются тонны углекислого газа (CO₂), но ученые ищут способы превращать его в полезное топливо

Источник: Unsplash

Команда исследователей изучала, как форма и размер наночастиц никеля — частиц металла размером в нанометры, то есть миллиардные доли метра — влияют на скорость и эффективность реакции преобразования CO₂ в метан. Результаты показали, что именно эти параметры определяют, насколько быстро и эффективно происходит процесс.

Для этого ученые использовали сочетание атомистического моделирования — компьютерного анализа на уровне отдельных атомов — и экспериментальных данных. Такой подход помог разрешить давний научный спор о влиянии размеров и форм наночастиц на каталитическую активность.

В контексте катализа TOF показывает, сколько молекул вещества (например, реагента) превращается на одном активном каталитическом центре за единицу времени. Чем выше TOF, тем эффективнее катализатор в процессе очистки атмосферы и производстве устойчивого топлива

Источник: Обложка ACS Catalysis

Полученные результаты открывают путь к созданию более эффективных катализаторов, которые смогут использоваться не только для преобразования углекислого газа, но и для других промышленных процессов, таких как синтез аммиака и процесс Фишера-Тропша — метод получения жидких углеводородов из синтетических газов.

Ведущий автор исследования, кандидат наук Габриэле Спаньо, отметил, что понимание роли формы и размера наночастиц позволит использовать CO₂ не как вредный выброс, а как полезный ресурс для производства экологичного топлива.

Метан, получаемый из CO₂ с помощью наночастиц никеля, может стать чистым и устойчивым источником энергии будущего

Источник: Unsplash

Профессор Маттео Маэстри, руководитель лаборатории, подчеркнул важность объединения современных методов моделирования и экспериментов для решения сложных энергетических задач.

Это исследование дает важные рекомендации для разработки новых каталитических материалов и способствует продвижению к чистой энергетике и устойчивому будущему.

Пока одни ученые работают над превращением CO₂ в метан, другие ищут новые пути для его трансформации в полезные химические соединения с помощью света и уникальных катализаторов. Об этом вы можете узнать подробнее в статье о свежем методе превращения парникового газа в формиат.