Экологический прорыв Китая: бензин из воздуха
Китайские учёные совершили крупный прорыв в создании альтернативного источника энергии. Они работали над проектом пять лет и 4 марта 2022 года официально его представили.
Вкратце – они научились получать топливо из углекислого газа. А теперь подробнее о разработке.
Как правило, чтобы получить энергию, необходимо что-нибудь сжечь: обычные автомобили сжигают топливо в двигателях внутреннего сгорания, электромобили заряжают свои батареи от электричества, поступающего, например, на ТЭЦ, где сжигают природный газ, и даже нам для мышечной или умственной работы надо «сжечь» внутри себя съеденный завтрак. С энергетической точки зрения углекислый газ абсолютно бесполезен, поскольку углерод в нём полностью «сгорел», прочно и неразрывно связав себя с двумя атомами кислорода.
Но если лишить его одного атома кислорода (этот этап самый сложный), то получится угарный газ, из которого при определённых манипуляциях можно получить органические молекулы, в том числе и жидкое топливо.
Разработчиком является Даляньский институт химической физики (DICP) Китайской академии наук. Проект представляет собой установку, которая перерабатывает 95% CO2 в экологическое топливо. Это первый подобный проект в мире. Установка уже успешно завершила пробную эксплуатацию и готова к производству 1000 тонн углеводородного топлива в год. Результаты работы опубликованы в международном журнале Nature.
Та самая установка
Ранее над подобным проектом работали учёные из Швейцарии и Германии, но о каких-то прикладных результатах их работы так и не было слышно.
Сама технология представляет собой процесс гидрирования диоксида углерода. В результате чего CO2 превращается в бензин с октановым числом выше 90, что соответствует китайскому национальному стандарту VI. Эффективность процесса – 95% при низких энергозатратах.
Таким образом, это становится экологическим методом получения топлива, так как бензин, произведённый из атмосферного CO2, не добавляет выбросов в окружающую среду. Правда, данная технология их и не снижает. Поэтому говорить об отказе на добычу полезных ископаемых пока нельзя. Но учёные продолжают совершенствовать свою разработку, первые шаги уже сделаны, что не может не радовать.
«Углекислый газ в качестве возобновляемого источника энергии уже не выглядит таким опасным. Однако по аналогии с понятием «нулевые выбросы» к переработке CO2 в углеводородное топливо можно применить понятие «нулевое поглощение». Эту технологию можно использовать наряду с другими технологиями по улавливанию и хранению парниковых газов, попутно наращивая мощности разных «зелёных» источников энергии и снижая потребление ископаемого топлива», - комментируют учёные.
Реакция гидрирования углекислого газа (CO2) над полифункциональным катализатором Na–Fe3O4/цеолит протекает в три этапа. На первом этапе CO2 восстанавливается до монооксида углерода (CO) в ходе реакции обратимой конверсии водяного пара (RWGS, Reverse water gas shift). На втором этапе осуществляется гидрирование CO до непредельных соединений (альфа-олефинов) по механизму Фишера–Тропша. На третьем этапе кислотно-катализируемые реакции олигомеризации, изомеризации и ароматизации приводят к образованию смеси углеводородов, состав и свойства которой соответствуют бензиновой нефтяной фракции.
1 000 тонн углеводородов, о которых говорят китайцы, это примерно 1,2 миллиона литров. Согласно прогнозам Международного энергетического агентства, в 2023 году использование возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в транспортном секторе вырастет до 3,8%. На биотопливо будет приходиться почти 90% ВИЭ, и объёмы его производства увеличатся на 15%, достигнув 165 миллиардов литров.
То есть это уже не капля в море, а скорее ведёрко. В то же время китайские учёные не уточняют, какое количество СО2 они использовали, всей страны или одного города? Если второй вариант, то это, конечно, меняет дело. А если речь вообще про какой-то один промышленный завод?
