 Новые структуры катализаторов на основе многослойных углеродных нанотрубок делают переработку товарных химикатов и биотоплива более конкурентоспособной.
Биотопливо получается путем пиролиза, включающего в себя нагревание биомассы (из таких источников, как кукурузные початки, зерна отрубей или опилок) до высоких температур в окружающей среде, свободной от кислорода или ограничивающей его содержание
Пиролиз является проверенным методом, но они приводит к образованию побочных продуктов, выделяемых при процессе сгорания, таких как кокс, а также других нежелательных примесей, включая кислоты, сахар и воду. Эти побочные продукты снижают эффективность биотоплива, уменьшают его стабильность с течением времени, утолщают его и/или делают его кислым. Такие примеси могут также быстро разрушить дорогие металл-перерабатывающие катализаторы, таких как платина, что серьезно усложняет эффективное производство экологически чистых продуктов.
Одним из решений является предварительное добавление этапа гидрообработки. Этот метод помогает удалить реактивные примеси для стабилизации сырого биотоплива, в то же время продлевая срока службы металлических катализаторов, но он приносит свои собственные проблемы. Некоторые катализаторы гидрообработки требуют наличия серы для работы, а сера может загрязнить конечный продукт.
Тем не менее, ученые агентства по науке, технологиям и исследованиям (A * STAR) в Сингапуре провели лабораторные испытания нескольких методов, чтобы удалить часть кислорода и стабилизировать биотопливо на стадии гидроочистки. Новый процесс включает в себя добавление водорода в присутствии катализаторов, нанесенных на многостенную структуру углеродных нанотрубок с очень большой площадью поверхности.
Разработанные подструктуры катализаторов требуют всего лишь тонко диспергированного металлического катализаторного покрытия для более эффективных результатов производства. Являясь относительно недорогими, эти подструктуры остаются стабильными и долговечными даже при воздействии тепла и влаги при гидрообработке.
Ученые планируют построить на их существующих исследованиях новые подструктуры катализатора для других типов преобразования биомассы. По их словам, такие катализаторы обещают улучшить экономическую эффективность будущих заводов по производству биотоплива. Один завод может применять несколько типов катализатора на различных стадиях процесса очистки для извлечения нескольких химических веществ и топлива из его биомассы. Таким образом, операторы заводов могут извлечь больше продукции и прибыли от данного количества исходного сырья, с меньшим количеством отходов.
|
