Новый катализатор превращает аммиак в инновационное топливо

В последние годы аммиак (NH3) привлекает внимание как углеродсодержащее топливо, которое не выделяет углекислый газ. Для использования в качестве топлива он должен иметь более низкую температуру горения и производить только азот (N2) и воду. Теперь исследователям удалось разработать новый катализатор, который сжигает NH3 при низкой температуре и образует N2. Ожидается, что результаты будут способствовать контрмерой изменениию климата и увеличит использование возобновляемых источников энергии.

Одна из перспективных технологий использует водород (Н 2) в качестве возобновляемого источника энергии. Вотород — это первичный кандидат на чистую вторичную энергию, но большое количество H 2 должно быть преобразовано в жидкую форму, что является сложным процессом. Среди возможных форм жидкого H 2 аммиак (NH 3) заявлен как перспективный носитель, поскольку он имеет высокую плотность H 2 , легко разжижается и может быть получен в крупном масштабе.

Кроме того, NH 3 привлекает внимание как альтернативное топливо, не содержащее углерода. NH 3 — горючий газ, который может быть широко использован в производстве тепловой энергии и промышленных печах в качестве альтернативы бензину и светлому маслу. Тем не менее, трудно горит (высокая температура воспламенения) и образует вредные оксиды азота (NOx) во время сгорания.

Исследователи Международной исследовательской организации по передовой науке и технике (IROAST) Университета Кумамото, Япония, сосредоточились на «методе каталитического сжигания» для решения проблем с топливом NH 3. По их методу добавляются вещества, ускоряющие или подавляющие химические реакции при сжигании топлива. Недавно им удалось разработать новый катализатор, который улучшает горючесть NH 3 и подавляет образование NOx. Новый катализатор (CuOx / 3A2S) представляет собой кристаллическую структуру типа муллита 3Al 2 O 3 • 2SiO 2(3A2S), несущую оксид меди (CuOx). Когда NH 3 был сожжён этим катализатором, исследователи обнаружили, что он очень активен в селективной продукции N 2 , что означает, что он подавил образование NOx, и сам катализатор не изменился даже при высоких температурах. Кроме того, им удалось провести наблюдения во время реакции CuOx / 3A2S и осветлить механизм реакции каталитического сжигания NH 3 .

Поскольку 3A2S является коммерчески доступным материалом, а CuOx может быть получен методом, широко используемым в промышленности (метод влажной пропитки), этот новый катализатор может быть изготовлен легко и недорого. Его использование позволяет разлагать NH 3 в H 2 с помощью тепла от сгорания топлива с низким воспламенением NH 3 и очистки NH 3 до окисления.

«Наш катализатор, похоже, является шагом в правильном направлении, поскольку он не выделяет парниковых газов, таких как CO 2, и должен улучшить изощрённость возобновляемых источников энергии в нашем обществе» — сказал руководитель исследования доктор Сатоши Хинокума. «Мы планируем провести дальнейшие исследования и получить практические разработки в будущем».
________________________________________
Материалы предоставлены Университетом Кумамото