Являясь движущей силой изменения климата, преобразование и использование углекислого газа всегда было в центре внимания научных исследований. Новое исследование под руководством исследователя Цао Шэндина из Инженерной школы Смита открывает новый путь к практическому применению технологии преобразования углерода и, как ожидается, изменит структуру проектирования будущих систем преобразования углерода. Исследование было сосредоточено на решении основной проблемы стабильности катализатора в процессе преобразования углерода.

В процессе преобразования углерода катализаторы играют ключевую роль в преобразовании углекислого газа в топливо и основу устойчивых материалов. Среди них материалы на основе меди привлекают большое внимание благодаря эффективному преобразованию углекислого газа в метан и сырье для производства электроэнергии. Однако значительные изменения медных катализаторов при преобразовании стали препятствием для долгосрочной эксплуатации. Команда доктора Диня добилась образования и восстановления катализатора на месте в системе с помощью инновационных методов динамического синтеза и рекуперации медного катализатора в электрохимической реакции. Этот результат, опубликованный в журнале Nature Energy, демонстрирует новую идею управления состоянием катализатора с помощью электрических сигналов. «Повторяющийся цикл обеспечивает долгосрочную селективность и стабильность катализатора, который является одной из самых стабильных систем преобразования углерода, доступных в настоящее время»,-сказал д-р Динь.

В то время как традиционные системы конверсии углерода требуют непрерывной работы для предотвращения разложения катализатора, новая система может вернуть катализатор в состояние прекурсора, когда реакция прекращается, и быстро генерировать новый катализатор после перезапуска. Эта стабильность прерывистой работы дает возможность интегрировать системы преобразования углерода с прерывистыми возобновляемыми источниками энергии, такими как солнечная и ветровая энергия. «Высокая энергетическая плотность метана и его совместимость с существующей газовой инфраструктурой делают его идеальным вариантом для крупномасштабных энергетических решений»,-сказал докторант проекта Гуоруй Гао.

Исследование было проведено в сотрудничестве с различными учреждениями Канады, США, Бразилии, Испании и Австралии. В будущем лаборатория доктора Диня будет изучать процессы производства этилена, этанола и других продуктов, а также работать над расширением технологических масштабов, чтобы заложить основу для устойчивого энергетического будущего.