В Unicamp (Бразилия) разработан катализатор для конверсии CO₂ в метанол при низких температуре и давлении

Репортаж от Wedoany，Исследовательская группа по цеолитам, микро- и мезопористым материалам Химического института (IQ) Государственного университета Кампинаса (Unicamp) разработала технологию, использующую катализатор на основе минерала магадиита для превращения диоксида углерода (CO₂) в метанол, метан и другие синтетические виды топлива. Данный подход направлен на повышение эффективности каталитического гидрирования CO₂ — процесса, в ходе которого диоксид углерода соединяется с водородом для получения соединений с более высокой добавленной стоимостью.

Технология была разработана в рамках проекта исследований, разработок и инноваций (PD&I), финансируемого компанией ExxonMobil, и на неё подана заявка на патент, совместно принадлежащий этой компании и Unicamp. Исследовательская группа стала первой в Бразилии, получившей инвестиции от этой нефтяной компании в рамках «Закона о благосостоянии» (Lei do Bem).

Уникальность данного решения заключается в каталитическом носителе, разработанном на основе природного силиката натрия — магадиита. После химической модификации этот материал приобретает гидрофобные свойства, позволяющие отталкивать воду, образующуюся в ходе химической реакции. Такое поведение уменьшает спекание меди — явление, которое ухудшает характеристики традиционных катализаторов из-за агрегации активного вещества, и способствует сохранению его эффективности в процессе эксплуатации.

Помимо более высокой стабильности, новый катализатор позволяет значительно смягчить условия проведения процесса. Промышленное производство метанола обычно осуществляется при температуре около 270 °C и давлении 50 бар, в то время как разработанная исследователями технология работает при температуре от 180 °C до 200 °C и давлении от 20 до 30 бар. В ходе 50-часовых непрерывных испытаний характеристики оставались стабильными.

Ещё одним наблюдаемым результатом стало устранение необходимости в слое оксида алюминия, традиционно используемого в качестве носителя для катализаторов такого типа. Оптимальная конфигурация, полученная в ходе экспериментов, полностью обходится без этого материала.

Помимо улавливания CO₂, технология преобразует газ в метанол, который считается платформенной молекулой для производства множества других химических веществ с более высокой добавленной стоимостью. Одно из применений включает очистку биогаза, где диоксид углерода из смеси может быть превращён в полезное химическое сырьё, а не просто удалён.

Другая возможность, упомянутая исследователями, — это использование технологии на промышленных объектах, работающих на ископаемом топливе. В этом случае система может быть подключена к источнику выбросов для прямой конверсии CO₂ на месте, что способствует созданию более устойчивых промышленных процессов и повышению ценности улавливаемого углерода.

Технология всё ещё требует лицензирования для выхода на рынок. Передача технологии заинтересованным компаниям будет осуществляться Инновационным агентством Unicamp (Inova Unicamp), которое занимается сближением академических исследований и производственного сектора.