Badania torują drogę nowym postępom w produkcji czystej energii.
W obliczu trwającej transformacji energetyki i walki ze zmianami klimatycznymi badanie przeprowadzone na Wydziale Energii Politechniki w Mediolanie przedstawia innowacyjne metody wykorzystania gazów cieplarnianych. Badania, które zaprezentowano na okładce renomowanego czasopisma naukowego Angewandte Chemie, dostarczają nowych informacji na temat poprawy wydajności procesów przekształcających gazy cieplarniane w zasoby energetyczne, a jednocześnie łagodzą wpływ metanu i CO2 – dwóch głównych czynników przyczyniających się do globalnego ocieplenia.
Zespół badawczy kierowany przez prof. Matteo Maestriego badał reforming na sucho, proces chemiczny przekształcający metan i dwutlenek węgla, dwa główne gazy cieplarniane, w gaz syntezowy wykorzystywany zarówno do produkcji wodoru, jak i w wielu sektorach przemysłu chemicznego i energetycznego branże. Wykorzystując nanocząstki metali na nośniku jako katalizatory, proces suchego reformingu umożliwia wysoką konwersję, przyspieszając niezbędne reakcje chemiczne.
Wyzwania: osadzanie się węgla na katalizatorach
Jednakże jedną z głównych przeszkód w szerszym zastosowaniu tego procesu jest osadzanie się węgla na powierzchni katalizatorów, zjawisko zmniejszające ich wydajność i czyniące je mniej przydatnymi do zastosowań na dużą skalę. Wykorzystując operando spektroskopię Ramana, zaawansowaną technikę umożliwiającą badanie katalizatorów w czasie rzeczywistym podczas reakcji chemicznych, zespół odkrył, że stopniowe tworzenie węgla jest ściśle powiązane ze stosunkiem dwutlenku węgla (CO2) do metanu (CH4) obecnego w reakcja.
„Nasza praca pozwoliła nam zaobserwować, jak katalizator przekształca się podczas reakcji” – wyjaśnia prof. Matteo Maestri z Wydziału Energii Politechniki w Mediolanie „Wiedza o tym pomoże nam poprawić wydajność katalizatorów, co może mieć potencjalnie znaczący wpływ na redukcję emisji gazów cieplarnianych i długoterminowej stabilności energetycznej.”
Możliwość zapobiegania lub łagodzenia osadzania się węgla na katalizatorach toruje drogę trwalszym i wydajniejszym technologiom opartym na tej reakcji, oferując nowe rozwiązania w zakresie wykorzystania biogazu CO2.
Odniesienie: „Powierzchniowe powstawanie węgla i jego wpływ na kinetykę suchego reformingu metanu na katalizatorach na bazie rodu metodą spektroskopii Ramana Operando” autorstwa Riccardo Colombo, Gianluca Moroni, Chiara Negri, Guusje Delen, Matteo Monai, Alessandro Donazzi, Bert M. Weckhuysen i Matteo Maestri , 03 lipca 2024, Wydanie międzynarodowe Angewandte Chemie.
DOI: 10.1002/anie.202408668
