Учёные из Российской Федерации разработали инновационный катализатор на основе платины и кобальта, предназначенный для эффективного получения водорода из метана.
Исходным сырьём для процесса служит биогаз, производимый из органических отходов на полигонах твёрдых бытовых отходов, что обеспечивает экологическую чистоту конечного продукта.
Данное открытие было осуществлено коллективом исследователей из Российского государственного университета нефти и газа им. И. М. Губкина, Института нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева РАН и Института общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова РАН.
Водород представляет собой перспективный и экологически чистый энергоноситель с высокой энергетической плотностью, превосходящей традиционные виды топлива, такие как бензин. Однако его широкое применение ограничено высокой стоимостью производства.
Научные исследования процесса преобразования метана в водород через синтез-газ начались в 1920-х годах, и с тех пор ведётся активная работа над созданием эффективных катализаторов для данной реакции. Существующие материалы имели значительный недостаток — образование углеродных отложений, что требовало регулярной регенерации и увеличивало эксплуатационные затраты.
Учёные из университета Губкина, Института нефтехимического синтеза и Института общей и неорганической химии разработали новый катализатор на основе платиново-кобальтового комплекса. Данный материал характеризуется минимальным образованием углеродных отложений, экономичностью и стабильностью работы в течение 60 часов и более, без необходимости предварительного восстановления водородом.
Катализатор обеспечивает эффективное производство водородсодержащих газов при температурах от 600 до 900 °C через реакции кислородной конверсии метана и углекислотного риформинга.
Алексей Локтев, профессор кафедры общей и прикладной химии университета Губкина, отметил, что новый катализатор имеет потенциал для повышения доступности водородной энергетики. Его интеграция в существующие промышленные процессы возможна без модернизации оборудования и замены импортного сырья. Российские энергетические компании проявляют интерес к данному материалу.
Особенность катализатора заключается в новом методе его синтеза. Гидроталькитовый носитель, основанный на магнии и алюминии, пропитывается водным раствором гетерометаллического ацетатного комплекса платины и кобальта, после чего подвергается прокаливанию. При температуре 700 °C выход синтез-газа составляет более 50%, при 800 °C — более 80%, а при 900 °C — практически 100%.
Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского научного фонда, пишет NS.