Принятие мер против изменения климата и преобразование в общества, использующие значительные объемы возобновляемой энергии для производства электроэнергии, являются двумя наиболее важными проблемами, общими для развитых стран сегодня. Одна из многообещающих технологий в этих усилиях использует водород (H2) в качестве возобновляемого источника энергии. Хотя он является основным кандидатом на получение чистой вторичной энергии, большие количества H2 должны быть преобразованы в жидкую форму, что является сложным процессом, для облегчения хранения и транспортировки. Среди возможных форм жидкого H2 перспективным носителем является аммиак (NH3), поскольку он имеет высокое содержание H2.плотности, легко сжижается и может производиться в больших масштабах.
Кроме того, NH3 в последнее время привлекает внимание как безуглеродное альтернативное топливо. NH3 - это горючий газ, который может широко использоваться в теплоэнергетике и промышленных печах в качестве альтернативы бензину и дизельному топливу. Однако он плохо горит (высокая температура воспламенения) и при горении выделяет вредные оксиды азота (NOx).
Исследователи из Международной исследовательской организации передовых наук и технологий (IROAST) в Университете Кумамото, Япония, сосредоточились на «методе каталитического сжигания» для решения проблем с топливом NH3. Этот метод добавляет вещества, которые способствуют или подавляют химические реакции во время сгорания топлива. Недавно им удалось разработать новый катализатор, улучшающий горючесть NH3 и подавляющий образование NOx. Новый катализатор (CuOx/3A2S) представляет собой кристаллическую структуру муллитового типа 3Al2O3·2SiO2(3A2S), содержащий оксид меди (CuOx). Когда NH3 сжигали с этим катализатором, исследователи обнаружили, что он оставался высокоактивным в избирательном производстве N2, что означает, что он подавлял образование NOx., а сам катализатор не менялся даже при высоких температурах. Кроме того, им удалось провести наблюдения in situ (Operando) во время реакции CuOx/3A2S и прояснить механизм реакции каталитического горения NH3..
Поскольку 3A2S является коммерчески доступным материалом, а CuOx может быть получен методом, широко используемым в промышленности (метод мокрой пропитки), этот новый катализатор можно легко и недорого изготовить. Его использование позволяет осуществить разложение NH3 в H2 с выделением тепла (низкая температура воспламенения) NH3сжигание топлива и очистка NH3 путем окисления.
Наш катализатор, по-видимому, является шагом в правильном направлении для борьбы с антропогенным изменением климата, поскольку он не выделяет парниковых газов, таких как CO2, и должен улучшить изощренность возобновляемых источников энергии. в нашем обществе», - сказал руководитель исследования доктор. Сатоши Хинокума из IROAST. «Мы планируем проводить дальнейшие исследования и разработки в более практических условиях в будущем».