Репортаж от Wedoany，Исследовательская группа Венского технического университета (TU Wien) и Университета Инсбрука (University of Innsbruck) обнаружила новый путь реакции, позволяющий напрямую синтезировать метан (CH₄) из диоксида углерода (CO₂), улавливаемого из отходящих газов или воздуха, и водяного пара, что открывает возможность климатически нейтрального производства природного газа. Это исследование является ключевым направлением проекта кластера передового опыта MECS, финансируемого Австрийским научным фондом FWF.
Исследовательская группа изготовила специальный пористый модельный электрод, нанеся никель на стабилизированный иттрием оксид циркония. При контакте с водяным паром и диоксидом углерода этот материал запускает ряд сложных химических процессов, в конечном итоге образуя метан. Профессор Гюнтер Рупрехтер из Института химии материалов Венского технического университета отметил, что идея разложения диоксида углерода с последующей реакцией с водородом не нова, но ключевым моментом является источник водорода. В настоящее время большая часть водорода по-прежнему получается из ископаемых источников (так называемый «черный» или «серый» водород), что не позволяет достичь климатической нейтральности. Цель исследовательской группы — разработать процесс, одновременно осуществляющий две реакции: разложение диоксида углерода для получения углерода и разложение воды для получения «зеленого» водорода, после чего водород и углерод образуют возобновляемый метан.
Бернхард Клётцер из Университета Инсбрука отметил, что ранее считалось, что никель является основным фактором, определяющим этот химический процесс, однако некоторые экспериментальные результаты не соответствовали этому предположению. Чтобы выяснить истину, группа использовала рентгеновскую фотоэлектронную спектроскопию для отслеживания химических изменений в реальном времени. В результате было обнаружено, что оксид циркония играет гораздо более активную роль, чем считалось ранее. Первый автор исследования Кристоф Турнер рассказал, что после подачи напряжения углерод сначала осаждается на атомах никеля, но часть углерода мигрирует на поверхность оксида циркония, образуя активное соединение углерода с цирконием, которое при контакте с небольшим количеством водяного пара реагирует с образованием метана. Александр Генест из Венского технического университета подтвердил с помощью моделирования, что метан образуется по ранее неизвестному пути реакции. Это открытие открывает новые перспективы для разработки электролизеров, которые могут использоваться для преобразования избыточной электроэнергии, например, от солнечных фотоэлектрических установок, в метан для долгосрочного хранения энергии в химической форме.
