Российские ученые нашли лучший катализатор для добычи энергии из отходов

Энергию из отходов можно получать в ходе двухэтапного процесса. На первом этапе отходы переводятся в газовую фазу. Получившаяся смесь газов состоит главным образом из монооксида углерода СО, водорода и водяного пара. На втором этапе эта смесь сжигается в так называемом каталитическом реакторе.

Наиболее перспективным для такого метода является катализатор, состоящий из смеси оксидов железа и алюминия Fe2О3+Al2О3, активность которого существенно возрастает при добавлении оксида меди CuO. Чтобы усовершенствовать этот катализатор, необходимо разобраться в механизме каталитического процесса и выяснить причину усиления его активности, вызванную добавлением оксида меди.

Специалисты Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" совместно с коллегами из Института катализа Сибирского отделения РАН и Новосибирского государственного университета исследовали природу такой активности в процессе взаимодействия монооксида углерода CО, основного продукта газификации твердых топлив, с катализатором. Исследование проходило на расположенной в Курчатовском институте станции структурного материаловедения (СТМ) "КИСИ-Курчатов" с помощью метода рентгеновской спектроскопии XANES.

"Этот метод основан на измерении коэффициента поглощения рентгеновского излучения. Метод XANES является элементочувствительным, что позволяет исследовать микроструктуру около каждого типа атома в отдельности. Из анализа экспериментального спектра XANES можно получить важную информацию о химическом состоянии атомов металла", — пояснил РИА Новости руководитель Курчатовского комплекса синхротронно-нейтронных исследований Никита Марченков.

Оказалось, что медь в катализаторе восстанавливается существенно сильнее железа. Специалисты рассчитали, что катализатор, содержащий 5% CuO, 78% Fe2О3 и 17% Al2О3, является наиболее активным.

По словам исследователей, такой катализатор является недорогим, что позволяет в будущем активно использовать его в промышленности. Например, сжигание топлива в кипящем слое этого катализатора может стать одним из наиболее перспективных способов получения энергии. Безусловным преимуществом также является высокая экологическая безопасность предложенной технологии: выбросы токсичных веществ, образующихся в процессе горения топлив, снижаются до минимума.