В России создали новый фотокатализатор для борьбы с парниковыми газами
Вопрос декарбонизации Земли сейчас стоит очень остро, но процесс этот сложен и ресурсозатратен. Однако российские ученые смогли разработать не только более дешевый, но и в несколько раз более эффективный способ снижения концентрации CO2 в атмосфере.
Источник: Midjourney
Сегодня для превращения углекислого газа в метан используют в основном благородные металлы, выступающие в качестве катализаторов. Это золото, платина и палладий. Однако группа исследователей из Сколтеха, Томского политехнического университета и Института катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения РАН нашла достойного конкурента драгметаллам. Им стал фотокатализатор, основанный на бориде вольфрама и диоксида титана. Он и дешевле, и в разы эффективнее аналогов, а результаты своей работы ученые уже опубликовали в журнале Applied Surface Science.
Пентаборид вольфрама WB5-x создавался как альтернатива дорогим алмазам и победиту для бурового оборудования в нефтегазовой отрасли. Александр Квашнин и Артем Оганов из Сколтеха вместе с коллегами с помощью машинного алгоритма предсказали возможность существования стабильного WB5. Они получили образцы спеканием вольфрама и бора при температуре до 1500°С и давлении до 7 ГПа. Метод синтеза сверхтвердого борида вольфрама впоследствии был доработан совместно с Томским политехом — он стал эффективнее и экологичнее.
Графическая схема исследования источник: Анна Куренкова, Applied Surface Science
Сначала специалисты Томского политехнического университета синтезировали порошок высшего борида вольфрама по разработанной ранее технологии. После ученые из Института катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения РАН применили полученный материал в качестве сокатализатора двух реакций. Это было превращение углекислого газа в метан и получение водорода из водного раствора этанола.
Как итог, в первом случае борид вольфрама WB5-x-WB2 показал эффективность в 4 раза выше относительно драгметаллов, а во втором — в 23 раза. Авторы эксперимента отмечают, что новый фотокатализатор может иметь успех не только в описанных выше реакциях, но и в других каталитических процессах. Например, материалы на основе боридов и карбидов могут оказаться полезны в нефтехимической промышленности.