В борьбе с глобальным потеплением ученые активно ищут способы удалить из атмосферы углекислый газ. Новая разработка исследователей Брукхейвенской национальной лаборатории (BNL) и Колумбийского университета (CU) предлагает необычный подход, позволяющий превращать этот газ в ценный материал.
Традиционные методы преобразования CO2 в нановолокно требуют чрезвычайно высоких температур, превышающих 1000°C. Ученые предложили разбить процесс на несколько стадий с использованием различных реакций и более низких температур.
На первом этапе электрокатализатор из палладия, нанесенного на углерод, разделяет смесь CO2 и воды на оксид углерода (CO) и водород (H2) с помощью электрического тока.
Затем термокатализатор из железо-кобальтового сплава превращает CO в нанонити при температуре всего 400°C. Это значительно ниже обычных требований, что важно для промышленного применения.
"Сочетая электрокатализ и термокатализ, мы достигаем результатов, невозможных для каждого процесса в отдельности", - говорит Цзингуан Чен, ведущий исследователь CU.
Более того, образующиеся нанонити выталкивают катализатор с поверхности, позволяя захватить его и повторно использовать. Выделяемый водород также можно захватить и использовать в качестве топлива.
“Для практических целей оба аспекта чрезвычайно важны: анализ углеродного следа и возможность повторного использования катализатора. Наши результаты открывают путь к декарбонизации CO2 в ценные твердые углеродные продукты с одновременным производством водорода”, - отмечает Чен.
Углеродные нанонити обладают высокой прочностью и имеют широкий спектр потенциальных применений, в частности, для усиления бетона. По словам Чена, CO2 может быть надежно “заперт” в таких конструкциях на многие десятилетия, пока мир не перейдет на возобновляемые источники энергии.
Исследование опубликовано в журнале Nature Catalysis.
