Novi katalizator čini sagorijevanje prirodnog plina učinkovitijim

Nanosfere bi mogle smanjiti emisiju stakleničkih plinova iz automobila i elektrana

Glasflame © Public domain
čitati naglas

Novi katalizator mogao bi učiniti automobile na prirodni plin i elektrane na plin djelotvornijim i ekološki prihvatljivijim. Tvar koja je stvorena korištenjem nanotehnologije u potpunosti sagorijeva plin metana čak i pri niskim temperaturama. To sprječava da se ostaci izuzetno učinkovitog stakleničkog plina ispuštaju u atmosferu, izvještava međunarodni istraživački tim u časopisu "Science". Istodobno je novi katalizator još uvijek stabilan čak i pri visokim temperaturama, kao što se događaju, primjerice, u elektranama na prirodni plin. To nije slučaj s konvencionalno korištenim materijalima. Prema istraživačima, novi katalizator mogao bi pomoći smanjiti buduće emisije metana i učiniti elektrane na plin sa djelotvornijim učinkom.

"Hitno su potrebni katalizatori za bolje sagorijevanje metana", pišu Matteo Cargnello sa Sveučilišta u Trstu i njegovi kolege. Metan ima efekt staklenika koji je više od 20 puta jači od ugljičnog dioksida u atmosferi i stoga također doprinosi klimatskim promjenama. Međutim, paladijevi spojevi koji su se dosad koristili kao katalizatori u elektranama i vozilima s prirodnim plinom ostavljaju veće količine negorjelog metana na temperaturama nižim od 400 stupnjeva Celzijusovih (° C). Učinkovito djeluju samo od 600 ° do 700 ° C. "Stoga, za automobile na prirodni plin, velik dio ispušnih plinova iz negorjelog metana", objašnjavaju istraživači.

Pored toga, mnogi paladijski katalizatori ne podnose velike vrućine, na primjer, u plinskim pećima elektrana. Na temperaturama od 850 ° C i više, pojedinačne, uglavnom praškaste komponente, zajedno se međusobno ispeku. Kroz ovo takozvano sinteriranje katalizator gubi aktivnu površinu i više ne može obavljati svoju funkciju, objasnili su Cargnello i njegovi kolege. To nije slučaj s novim katalitičkim pretvaračem razvijenim u nanotehnologiji.

Čestice paladija pakirane u šuplje zrnca

Novi katalizator sastoji se od sitnih čestica paladija, svaka pojedinačno ugrađena u sfernu, poroznu školjku cerijevog dioksida. Prilagođeno pakiranje izrađuje se u prisutnosti određenih kemijskih spojeva. "Strateška kombinacija interakcija omogućuje ovu samoorganizaciju", navode istraživači. Napunjene zrnca cerijevog dioksida zatim su postavljene na površinu glinice, gdje su - same po sebi - jednakomjerno raspoređene jedna od druge. To je rezultiralo katalizatorom velike površine i komponentama koje ne sliježu.

Znanstvenici su testirali učinkovitost novog katalizatora u komori za izgaranje na temperaturama između 250 ° i 850 ° C i uspoređivali ga s dva različita konvencionalna katalizatora. Cargnello i njegovi kolege pišu da je s konstrukcijom kuglice metan spalio bez ostataka čak i na 400 ° C. To je bilo za 130 do 300 stupnjeva ranije od klasičnih katalizatora. Čak i pri visokim temperaturama, materijal nije pokazao znakove smanjenja performansi. Izgaranje metana bilo je više od 30 puta efikasnije. Ovaj princip dizajna stoga nudi izvrsnu priliku za razvoj boljih i ekološki prihvatljivijih katalizatora za izgaranje plina metana u budućnosti. (doi: 10.1126 / znanost.1222887) Prikaz

(Znanost, 10.08.2012. - NPO)