Дзякуй за наведванне сайта Nature.com. Версія браўзера, якой вы карыстаецеся, мае абмежаваную падтрымку CSS. Для дасягнення найлепшых вынікаў рэкамендуем выкарыстоўваць больш новую версію браўзера (або адключыць рэжым сумяшчальнасці ў Internet Explorer). Тым часам, каб забяспечыць пастаянную падтрымку, мы паказваем сайт без стыляў і JavaScript.
Цяпер, у артыкуле для часопіса Joule, Унг Лі і яго калегі паведамляюць пра даследаванне пілотнай устаноўкі для гідрагенізацыі вуглякіслага газу з мэтай атрымання мурашынай кіслаты (K. Kim et al., Joule https://doi.org/10.1016/j. Joule.2024.01). 003;2024). Гэта даследаванне дэманструе аптымізацыю некалькіх ключавых элементаў вытворчага працэсу. На ўзроўні рэактара ўлік ключавых уласцівасцей каталізатара, такіх як каталітычная эфектыўнасць, марфалогія, растваральнасць у вадзе, тэрмічная стабільнасць і даступнасць рэсурсаў у вялікіх маштабах, можа дапамагчы палепшыць прадукцыйнасць рэактара, захоўваючы пры гэтым неабходную колькасць сыравіны на нізкім узроўні. Тут аўтары выкарысталі рутэніевы (Ru) каталізатар, нанесены на змешаны кавалентны трыазінавы біпірыдылтэрэфталанітрыльны каркас (які называецца Ru/bpyTNCTF). Яны аптымізавалі выбар падыходных амінавых пар для эфектыўнага захопу і пераўтварэння CO2, абраўшы N-метылпіралідын (NMPI) у якасці рэакцыйнага аміна для захопу CO2 і стымулявання рэакцыі гідрагенізацыі з утварэннем фарыяту, а N-бутыл-N-імідазол (NBIM) — у якасці рэакцыйнага аміна. Пасля вылучэння аміна фарыят можна вылучыць для далейшай вытворчасці FA шляхам утварэння транс-адукту. Акрамя таго, яны палепшылі ўмовы працы рэактара з пункту гледжання тэмпературы, ціску і суадносін H2/CO2 для максімізацыі пераўтварэння CO2. Што тычыцца канструкцыі працэсу, яны распрацавалі прыладу, якая складаецца з рэактара з кропельным слоем і трох калон бесперапыннай дыстыляцыі. Рэшткавы бікарбанат адганяецца ў першай калоне; NBIM атрымліваюць шляхам утварэння транс-адукту ў другой калоне; прадукт FA атрымліваюць у трэцяй калоне; Выбар матэрыялу для рэактара і вежы таксама быў старанна прадуманы: для большасці кампанентаў была абрана нержавеючая сталь (SUS316L), а для трэцяй вежы — камерцыйны матэрыял на аснове цырконія (Zr702), каб паменшыць карозію рэактара дзякуючы яго ўстойлівасці да карозіі паліўных зборак, прычым кошт адносна нізкі.
Пасля стараннай аптымізацыі вытворчага працэсу — выбару ідэальнай сыравіны, распрацоўкі рэактара з кропельным слоем і трох калон бесперапыннай дыстыляцыі, стараннага падбору матэрыялаў для корпуса калоны і ўнутранай насадкі для зніжэння карозіі, а таксама дакладнай налады ўмоў працы рэактара — аўтары дэманструюць, што была пабудавана пілотная ўстаноўка з сутачнай магутнасцю 10 кг паліўнай зборкі, здольная падтрымліваць стабільную працу больш за 100 гадзін. Дзякуючы стараннаму аналізу магчымасці і жыццёвага цыклу, пілотная ўстаноўка знізіла выдаткі на 37% і патэнцыял глабальнага пацяплення на 42% у параўнанні з традыцыйнымі працэсамі вытворчасці паліўных зборак. Акрамя таго, агульны ККД працэсу дасягае 21%, а яго энергаэфектыўнасць параўнальная з ККД аўтамабіляў на паліўных элементах, якія працуюць на вадародзе.
Цяо, М. Пілотная вытворчасць мурашынай кіслаты з гідрагенізаванага дыяксіду вугляроду. Nature Chemical Engineering 1, 205 (2024). https://doi.org/10.1038/s44286-024-00044-2