Новости химической науки > Как превратить диоксид углерода хоть в что-то полезное

Новое исследование показывает, что водорастворимый катализатор, разработанный американскими учеными, может использоваться в электрокаталитической конверсии диоксида углерода в полезное химическое сырье.

Мировой спрос на топливо увеличивается, параллельно возрастает и содержание диоксида углерода в атмосфере. В последних исследованиях ученые предприняли попытку по ликвидации глобального дисбаланса углерода, за счет исследования путей возвращения диоксида углерода в производство с целью получения жидкого топлива.

Формиат, анион муравьиной кислоты, является промежуточным продуктом в процессе восстановления диоксида углерода и может использоваться в качестве топлива в топливных ячейках, работающих на муравьиной кислоте. Однако селективное получение формиата без применения органических растворителей представляется затруднительным.

Вода, очевидно, является предпочтительной реакционной средой по сравнению с органическими растворителями, поскольку она дешевая и дружественна по отношению к окружающей среде. С другой стороны, восстановление диоксида углерода в воде осложняется за счет параллельного протекающего восстановления воды до водорода, что является кинетически более предпочтительным.

Рисунок из Chem. Sci., 2013, DOI: 10.1039/c3sc51339d

Томас Мейер (Thomas Meyer), Морис Брукхарт (Maurice Brookhart) и Пэн Кан (Peng Kang) из Университета Северной Каролины разработали катализатор, представляющий собой пинцерный комплекс иридия, который может селективно восстанавливать диоксид углерода до формиата в практически чистой воде. Выход формиата составляет 93%, и его образование происходит без появления других продуктов восстановления углерода. Надо отметить, что катализатор не ускоряет процесс восстановления протонов в молекулы водорода, хотя небольшое фоновое количество водорода на электроде все же образуется.

Вэньчжэнь Ли (Wenzhen Li), эксперт в области электрохимического восстановления диоксида углерода из Мичиганского технологического университета в Америке, говорит, что эта работа интересна, поскольку впервые рассказывает о катализаторе такого типа.

Единственная проблема, которую видит ученый, заключается в том, что и формиат, и катализатор растворимы в воде, поэтому могут потребоваться затраты энергии на выделение формиата из раствора. Вэньчжэнь Ли говорит, что было бы интересным разработать подобный катализатор для дальнейшего восстановления диоксида углерода в монооксид углерода или даже в углеводороды.

В данный момент исследовательская группа Мейера находится в поиске более эффективных катализаторов и способов их иммобилизации на электродах.

Источник: Chem. Sci., 2013, DOI: 10.1039/c3sc51339d

метки статьи: #вопросы экологии, #кинетика и катализ, #электрохимия