Просто добавь воды: Новое топливо спасет мир?

Можно ли получить из воды четверть топлива для мотора вашего автомобиля? Ученые Сингапура уверяют, что если не четверть, то очень близко к этому – можно …

Шаттл “Атлантис” отправился в свой последний полет, используя «гремучую смесь» водорода, полностью сгорает в соединении с кислородом. Использованию экологически чистого водородного топлива препятствуют дороговизна и опасность его получения. Возможно, что новый катализатор, предложенный сотрудниками лаборатории Луве Чен (Chen) в Национальном университете Сингапура, поможет решить эти проблемы.

Подложкой для каталитического комплекса служит оксид алюминия, или хорошо всем известная фольга. На ней содержатся наночастицы металлического родия (Rhodium), способствующих переработке этанола (спирта), что рассматривается экологами как одно из самых безопасных автомобильных топлив. Этанол и сегодня сгорает при температуре 550-800 градусов, однако процесс, получивший название «реформирование паров», не только сложен сам по себе, но имеет на выходе много побочных продуктов. Неприятным последствием его является и отложения сажи – содержат углерод – нагара (кокинг), а также образование угарного газа СО.

Сингапурцам удалось решить обе эти задачи, призвав на помощь родиевым кристаллам наночастицы оксида железа (ржавчину). Родий реформирует пары спирта при значительно более низких температурах, в то время как железный оксид направляет реакцию водно-газовой смеси таким образом, соединяемых СО и вода дают при разложении чистый водород и углекислый газ СО2. «Эти два компонента, – сказала Чен, – прекрасно дополняют друг друга, работая в одном температурном диапазоне 350-400 градусов».

Исследователям есть чему радоваться, поскольку они получили на выходе почти четыре молекулы водорода в пересчете на одну молекулу этилового спирта (и без всякого угарного газа). Но в спирте СН3СН2ОН всего шесть атомов водорода, откуда взялись еще два? Ответ довольно прост.

Новый катализатор осуществляет реформинг пароспиртовой смеси без кокинга в виде СО, которая оседает на родии, что приводит к отравлению катализатора. Вместо этого СО мигрирует в сторону наночастиц железного оксида, отвлекающего молекулы газа на себя. Здесь же присутствуют и молекулы водяного пара Н2О, отдающие кислород на «нейтрализацию» угарного газа, после присоединения превращаются в углекислый газ СО2. «Остаточным» продуктом расщепления воды обнаруживаются молекулы водорода Н2. Поскольку эффективность процесса не стопроцентная, то отсюда слово «почти».

Необходимо сказать и о чрезвычайно большой продолжительности жизни-активности катализатора из наночастиц родия и железного окисла. Благодаря отсутствию кокинга молекулами оксида углерода родиевым катализатор сохраняет активность в течение 300 часов, что очень много для катализаторов вообще.

Чен подчеркнула, что возможность расщепления спирта без образования угарного газа делает возможным осуществление катализируемого процесса непосредственно «на борту» автомобиля. При этом водород будет сжигаться с образованием все той же воды, выходящей из выхлопной трубы вместе с углекислым газом.
Конечно, СО2 дает парниковый эффект и является газом, по уменьшению эмиссии которого выступают развитые страны. Но это все равно лучше выхлопа современных моторов, в которых сжигаются продукты переработки природных углеводородов. Достаточно вспомнить о весьма токсичных окислов азота и серы, выброс которых приводит к образованию в крупных городах смога, воздействие которого на окружающую среду и здоровье людей неизмеримо больше углекислого газа. К тому же углекислый газ очень активно поглощается зелеными растениями, которые включают его в фотосинтезируемую ними

Залишити відповідь

Share via