Главная » 2009 » Февраль » 27 » Удалось синтезировать топливо из воды и углекислого газа
Удалось синтезировать топливо из воды и углекислого газа
16:16
Для
начала Крэг Граймс (Craig Grimes) и его группа получили нанотрубки из
диоксида титана — полые цилиндры 135 нм в диаметре и около 0,1 мм
в длину — которые служили катализаторами в интересующей их реакции.
Этот
подход коллеги Граймса уже апробировали раньше, однако на этот раз
удалось создать такие условия протекания процесса, что скорость синтеза
органических соединений увеличилась в 20 раз в сравнении со стандартной
методикой.
Но для этого нанотрубки пришлось предварительно
обработать азотом и присоединить к их внешним поверхностям крохотные
наночастицы меди и платины. Действительно, титан и сам по себе может
служить отличным катализатором превращения воды и углекислого газа
в простые органические соединения. Однако для этого ему требуется
облучение ультрафиолетом. И те «добавки», которые сделали ученые,
позволяют заменить ультрафиолетовое излучение видимым светом. Кроме
того, медь и платина дополнительно ускоряют самые последние стадии
реакции. Само превращение происходит на внутренних поверхностях
титановых нанотрубок: их стенки имеют только 20 нм, и поверхность имеет
высокую площадь.
Итак, ученые заполнили стальную цилиндрическую
емкость смесью водяного пара и углекислого газа. Один торец емкости был
запечатан пленкой из полученных ими модифицированных титановых
нанотрубок, а второй покрыт прозрачным кварцевым окошком. Такие емкости
затем выносились на улицу в погожий солнечный денек, и подставлялись
лучам.
Когда свет, проникая сквозь слой кварца, падает на
нанотрубки, они выделяют ионы, которые быстро расщепляют молекулы воды
на два высоко активных иона — гидроксил и водород. Пары ионов водорода
довольно быстро соединяются, образуя молекулярный газ. Последующие шаги
реакции не до конца установлены; ученые считают, что скорее всего
разлагается и углекислый газ, с образованием аниона кислорода
и моноксида углерода, который и реагирует с водородом, образуя метан
и воду.
По оценке авторов, их простейшее «устройство» позволило
получить около 160 мкл углеводородов в час на каждый грамм титановых
нанотрубок — эта величина в 20 раз больше того, что удавалось
синтезировать с помощью не модифицированных титановых катализаторов
в ультрафиолетовом свете. Для промышленных целей, впрочем, и эта
величина еще недостаточна, но Грайм с коллегами полны надежд еще более
оптимизировать работу своих «нанокатализаторов».
Прежде всего,
они надеются добиться этого, более равномерно распределив наночастицы
меди по поверхности титановых трубок. И в итоге, — считают ученые —
технологию удастся довести до практического использования. А значит,
можно будет получать энергоносители с помощью безопасной для окружающей
среды методики, попутно уничтожая вредные выбросы углекислого газа.
В этом направлении нанотехнологии обещают целую революцию. Читайте:
«Соевый заменитель», «Грибная броня». Источник: popmech.ru