Ученые нашли способ повысить эффективность получения топлива из древесных отходов и снизить затраты на производство катализаторов. Методику разработали специалисты Института нефтехимического синтеза РАН совместно с коллегами из МГУ и ЮФУ.
Речь идет о переработке так называемой бионефти — густой смеси органических соединений, которую получают из отходов деревообработки. Чтобы превратить ее в качественное топливо, из сырья необходимо удалить лишний кислород. Этот процесс называется гидроочисткой: бионефть обрабатывают водородом с помощью катализатора — вещества, ускоряющего химическую реакцию.
Обычно в таких процессах используют рутениевые катализаторы. Их получают, пропитывая пористый материал раствором соли металла. После удаления жидкости образуются наноразмерные частицы рутения. Такие системы очень активны, но со временем теряют эффективность из-за того, что фрагменты металла слипаются и оседают на внешней поверхности носителя.
Исследователи предложили механохимический подход — без использования растворителей, с прямым смешиванием компонентов. В результате частицы рутения размером менее нанометра равномерно распределяются в пористом носителе и работают эффективнее. В испытаниях на гваяколе — одном из основных компонентов бионефти — новый материал оказался до 60% активнее классических аналогов и обеспечил полное удаление кислорода из соединения.
Гваякол — природное органическое вещество класса фенолов, которое содержится в продуктах сухой перегонки древесины лиственных и хвойных пород.
Дополнительное преимущество технологии — в возможности восстанавливать активность уже использованных катализаторов. Для этого их обрабатывают синтез-газом — смесью угарного газа и водорода — при повышенной температуре и давлении. После такой обработки активность материала возвращается практически к исходному уровню. Это снижает потребность в закупке нового рутения и делает переработку древесных отходов более экономичной.
Оригинал статьи и другие материалы об энергетике читайте на сайте журнала «Энергия+».