Ученые продвинулись на пути преобразования CO2 в метанол

Уже в скором будущем специалисты из Брукхейвенской национальной лаборатории Минэнерго США рассчитывают создать нужный катализатор.

Идея о разработке действенного метода преобразования углекислого газа в метанол, который может применяться в качестве топлива во всех отраслях энергетики и автомобильной промышленности, подтолкнула ученых из США к поиску необходимых компонентов для построения соответствующего нужным критериям катализатора. Отметим, что для получения нужной химической реакции, включающей разрушение одних и образование других связей, необходим «сторонний участник» процесса, способный инициировать и провести необходимую для достижения главного результата «операцию». Именно такой составной частью в будущей технологии превращения CO2 в автомобильное топливо станет искомый компонент, над решением задачи по «построению» которого и бьются специалисты из научно-исследовательской лаборатории Министерства энергетики Соединенных Штатов Америки. В ходе последних исследований удалось вплотную приблизиться к нахождению столь важного для всей энергетической системы мира компоненты.

По данным обнародованного исследовательской группой во главе с химиком Брукхейвенской лаборатории Пином Лю материала, ученые сильно продвинулись на пути преобразования CO2 в метанол, обнаружив важнейшие свойства обследуемых химических соединений с помощью компьютерного моделирования. Теоретизированные исследования в этой области, доступные научному сообществу сегодня, называют трех главных «претендентов» на звание потенциальных катализаторов в такой реакции — ими являются медь, оксиды цинка и алюминия. Проведенные до этого эксперименты показали достаточно низкую эффективность всех вышеупомянутых компонентов, объединенных в рамках одного каталитического процесса, что натолкнуло ученых на мысль об использовании материалов по-отдельности. Разные группы ученых начали работать с двумя потенциальными источниками для создания катализатора в реакции преобразования углекислого газа в топливо — атомами меди и цинка. Комплексное моделирование процесса с использованием мощнейших вычислительных центров Минэнерго США позволило установить, что наилучший прогресс с оптимальными параметрами проведения каталитической реакции обеспечивает только оксид цинка, тогда как производная меди становится крайне нестабильной.

Однако дальнейшее моделирование позволило обнаружить неуловимую синергетическую связь между оксидом меди и окисью цинка, если оба вещества участвуют в реакции одновременно. Совместное их использование обеспечивает наилучший результат, пока достижимый лишь с помощью компьютерной модели будущей химической реакции.  В дальнейшем группа Лю рассчитывает попробовать применение разных конфигураций атомов в соединениях оксида меди и цинка, чтобы определить влияние этой связки на конечную скорость организации каталитического процесса. Если результаты окажутся положительными, уже скоро ученые смогут перейти к практической части исследований на пути к разработке эффективного способа преобразования CO2 в метанол, что поможет решить мировую проблему глобального потепления путем простого трансформирования повышающего общемировую температуру углекислого газа в применяемое человечеством топливо.