Найден способ экологически чистого сжигания метана

Ученые из Университета Пенсильвании создали дешевый и экологический чистый катализатор для сжигания метана.

Катализаторы облегчают химическое превращение веществ и делают выбросы более экологически чистыми. К сожалению, современные катализаторы для сжигания распространенного газа метана недостаточно эффективны. Из-за этого метан сгорает не полностью и частично улетучивается в атмосферу, внося свой негативный вклад в усугубление парникового эффекта и глобальное потепление.

Природный газ становится все более важным источником энергии. Его основным компонентом является метан, который в процессе горения выпускает меньше углекислого газа, чем большинство других видов углеводородного топлива. Но из-за чрезвычайно стабильной структуры молекулы метана очень трудно высвободить всю энергию этого газа. В итоге несгоревший метан создает выбросы с 20 раз более мощным парниковым эффектом, чем двуокись углерода.

К счастью, исследователи из Университета Пенсильвании вместе с коллегами из Италии и Испании, создали материал, который катализирует горение метана в 30 раз лучше, чем существующие вещества. Это открытие позволяет более полно использовать энергию метана и сократить выбросы парникового газа, в частности от автомобилей, работающих на природном газе. Катализатор также позволяет создавать более экологически чистые газовые турбины для электростанций.

Обычные катализаторы горения метана состоят из металлических наночастиц, в частности, палладия (Pd), нанесенного на оксиды, такие как оксид церия (CeO2). Ученые решили не использовать метод, который основывается на самосборке наночастиц, поскольку такие катализаторы спекаются при нагревании и постепенно теряют эффективность. Вместо этого исследователи создали наночастицы палладия всего 1,8 нанометра в диаметре и окружили их защитной пористой оболочкой из оксида церия. Данные сферические структуры с металлическими сердечниками нанесли на гидрофобную поверхность из оксида алюминия.

В ходе тестирования активности нового материала обнаружилось, что при том же количестве металла наноструктуры работают в 30 раз эффективнее и полностью сжигают газ при 400 °С.