Превращение углекислого газа в ценный синтез-газ

28.05.2025

В современном мире борьба с углеродными выбросами становится одной из ключевых задач науки и промышленности. Одним из перспективных направлений является не просто улавливание углекислого газа (CO2), а его трансформация в полезные химические продукты. Китайские исследователи разработали инновационный способ получения синтез газа - смеси водорода и угарного газа, из природного газа, обогащенного CO2, что может изменить подход к утилизации выбросов и производству топлива.

Команда под руководством профессоров Гоусюна Вана, Цзяньпина Сяо и Синхэ Бао из Института химической физики в Даляне представила новую технологию, названную сверхсухим риформингом метана. Этот процесс работает при повышенном соотношении CO2 к метану (CH4), равном или превышающем 2, в отличие от традиционного сухого риформинга, где это соотношение близко к единице. Такая особенность позволяет использовать природный газ с высоким содержанием углекислого газа без необходимости его дорогой очистки.

Основой технологии стали твердые оксидные электролизеры (SOEC), которые при высоких температурах - от 600 до 850 градусов Цельсия - эффективно превращают CO2 и воду в синтез газ с высокой скоростью реакции и хорошей энергоэффективностью. Благодаря своим характеристикам, SOEC представляют большой интерес для экологически чистых технологий производства водорода и утилизации углекислого газа, особенно в сочетании с возобновляемыми источниками энергии.

Объединяя процессы сухого риформинга, обратной реакции водяного газа и электролиза воды, ученые создали комплексную систему, способную преобразовывать сырье прямо в катоде электролизера. Важным элементом стали наночастицы родия (Rh), сформированные in situ на носителе из церия CeO2-x, которые обеспечивают высокую плотность активных центров. Благодаря этому удалось добиться конверсии метана до 94,5% при 100% селективности к угарному газу и водороду при соотношении CO2 к CH4 равном 4.

Детальный анализ показал, что активные сайты Rhdelta+ эффективно расщепляют молекулы метана, а интерфейс Ce3+-VO-Rhdelta+, богатый кислородными вакансиями, способствует захвату и активации CO2, а также протеканию обратной реакции водяного газа. Этот же интерфейс участвует в электрохимическом восстановлении воды, что дополнительно повышает общую эффективность процесса.

По словам профессора Вана, данное исследование открывает новые возможности для прямого использования природного газа с высоким содержанием углекислого газа, а также промышленных выбросов, при этом применяя возобновляемую энергию. Это может стать значительным шагом вперед в области экологически чистого производства топлива и химической промышленности.

Таким образом, инновационный метод китайских ученых не только расширяет потенциал утилизации углекислого газа, но и приближает нас к более устойчивому и эффективному использованию природных ресурсов, снижая негативное воздействие на окружающую среду.

<< Назад: Слушая музыку, мы сливаемся с нею 28.05.2025

>> Вперед: Мудрость избавляет от чувства одиночества 27.05.2025

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Скука - двигатель перемен 09.03.2026

Современная жизнь редко оставляет человеку время на простое ощущение скуки. С развитием цифровых технологий и постоянным доступом к социальным сетям мы стремимся мгновенно развлекать себя, избегая пауз, когда ум может быть свободен от внешних раздражителей. Между тем, новое исследование показывает, что скука выполняет важную роль в психическом здоровье и может стимулировать личностное развитие. Часто скука воспринимается как негативное состояние, которое хочется немедленно устранить. Однако психологи отмечают, что именно моменты, когда человеку становится по-настоящему скучно, могут побудить к поиску нового хобби, пересмотру жизненных приоритетов или появлению свежих идей. Это состояние открывает пространство для саморефлексии и внутреннего роста. Исследователи из Университета Бата и Тринити-колледжа показали, что привычка уходить в социальные сети в моменты скуки мешает человеку достигать "максимальной скуки". В результате стимулируется лишь поверхностное отвлечение, которое не ...>>

Наушники Soundcore Space 2 09.03.2026

Современные пользователи все чаще ищут универсальные наушники, способные сочетать высокое качество звука, комфорт при длительном ношении и длительное время автономной работы. На выставке MWC 2026 компания Anker представила новую модель полноразмерных беспроводных наушников Soundcore Space 2, которая нацелена как на повседневное использование, так и на путешествия, предлагая обновленный дизайн и расширенные технические возможности по сравнению с предыдущей версией. Новинка получила более плавные линии чаш и легкий корпус весом 261 грамм, что обеспечивает комфорт даже при длительном прослушивании музыки. Для улучшения посадки и удобства производитель использовал мягкую пену с эффектом памяти, а эргономика наушников была протестирована на более чем 2000 профилях головы, что позволило достичь оптимального прилегания для большинства пользователей. Soundcore Space 2 будут доступны в трех цветовых вариантах: кремовый белый (Cream White), угольно-черный (Jet Black) и шалфейно-зеленый (Sa ...>>

Ритм сердца влияет на восприятие и чувства 08.03.2026

Связь между сердцем и мозгом выходит далеко за пределы привычного представления о том, что сердце просто качает кровь. Новые исследования показывают, что сердечный ритм способен прямо влиять на восприятие внешнего мира и на эмоциональное состояние человека, открывая уникальный диалог между физиологией и сознанием. Работа сердца делится на две основные фазы: систолу и диастолу. Во время систолы сердечная мышца сокращается и выталкивает кровь в сосуды, а при диастоле сердце расслабляется, позволяя крови вернуться внутрь. Хотя мозг не управляет каждой конкретной фазой сокращений, он регулирует частоту сердечных сокращений в зависимости от состояния организма: в стрессовой ситуации пульс учащается, а в спокойном состоянии снижается. Однако взаимодействие между сердцем и мозгом двустороннее: мозг реагирует на сигналы от сердца так же, как сердце откликается на команды мозга. Международная группа исследователей проанализировала мозговую активность в зависимости от сердечного цикла. Они ...>>

Молекулы ДНК как новые носители данных 08.03.2026

С ростом объемов цифровой информации ученые ищут новые методы хранения данных, способные сочетать высокую плотность, долговечность и энергоэффективность. Одним из самых перспективных направлений становится использование молекул ДНК - естественного носителя генетической информации, который способен сохранять данные в течение тысяч лет при подходящих условиях. Недавние исследования показывают, что ДНК может стать не только архивом, но и полноценным перезаписываемым носителем информации. Исследователи из Университета Миссури создали систему, позволяющую записывать, стирать и повторно записывать данные в молекулах ДНК. Ранее ДНК использовалась в основном для долговременного архивирования информации, что делало носитель одноразовым. Новый подход превращает молекулярный носитель в полноценный цифровой накопитель с возможностью редактирования содержимого. Принцип работы устройства основан на естественном "языке" ДНК: в отличие от обычных компьютеров, где данные кодируются последовательн ...>>

Получение кислорода из лунного грунта 07.03.2026

Освоение Луны требует решения множества задач, связанных с обеспечением жизнедеятельности и функционированием оборудования в условиях ограниченных ресурсов. Одной из ключевых проблем является доставка кислорода с Земли, что значительно увеличивает стоимость и сложность космических миссий. Новые технологии позволяют получать кислород непосредственно на поверхности Луны, открывая путь к автономным и долговременным экспедициям. В центре исследований NASA находится метод извлечения кислорода из лунного реголита - рыхлого слоя измельченных пород, покрывающего поверхность спутника. Реголит содержит значительное количество окислов, включая окись железа и диоксид кремния, которые являются потенциальным источником кислорода. По оценкам специалистов, до 40% массы реголита приходится на химически связанный кислород. Ключевым элементом технологии является электролиз расплавленного реголита. Процесс предполагает пропускание электрического тока через сильно нагретый материал, что приводит к вы ...>>

Случайная новость из Архива Создана самая высокая ракета 18.08.2021 Инженеры известной космической компании SpaceX успешно произвели установку на ракету-носитель Super Heavy второй ступени - космического корабля Starship SN20. В результате этой операции получилась конструкция, высотой 120 метров (394 футов), что выше ракеты эпохи программы Аполлон Saturn V (362,9 фута) и выше будущей ракеты SLS в ее максимальной конфигурации Block 2 (365,1 фута). Другими словами, компании SpaceX удалось построить самую высокую в истории ракету, которой предназначено покинуть поверхность Земли и отправить свой груз в космическое пространство. Ракета-носитель Super Heavy BN4 была установлена на стартовой площадке 3 августа, после установки на нее всех 29 реактивных двигателей Raptor. Верхняя и нижняя части ракеты имеют одинаковый диаметр (9 метров), а ее высота составляет 70 метров. Добавим к этому еще 50 метров космического корабля Starship, и получим грандиозную 120-метровую конструкцию, устремленную в небеса. Руководство компании SpaceX планирует произвести запуск пары Super Heavy BN4 - Starship SN20 позже в этом году. Запуск миссии будет проходить по следующему сценарию - носитель Super Heavy BN4 будет работать в течение 169 секунд прежде, чем от него отделится вторая ступень - Starship SN20. После этого отработанная ракета-носитель упадет в Мексиканском заливе приблизительно в 30 километрах от места запуска. Космический корабль Starship, тем временем, включит свои двигатели, выйдет на околоземную орбиту на короткое время и совершит обратный вход в атмосферу. После спуска космический корабль приводнится в Тихом океане неподалеку от гавайского острова Кауаи. После полного завершения сооружения, ракета-носитель Super Heavy BN4 станет самой мощной ракетой-носителем, способной к подъему на орбиту 150 тонн груза. Двигатели ракеты работают на смеси холодного жидкого метана и жидкого кислорода, совместная работа всех 29 двигателей во время старта способна обеспечить тягу, силой в 72 меганьютона.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026