La ricerca della Marina di alimentare le sue navi convertendo l'acqua di mare in carburante è un passo più vicino alla realizzazione.

Ingegneri chimici dell'Università di Rochester, in collaborazione con i ricercatori del Laboratorio di Ricerca Navale, l'Università di Pittsburgh, e OxEon Energy, hanno dimostrato che un catalizzatore di carburo di molibdeno promosso dal potassio converte in modo efficiente e affidabile l'anidride carbonica in monossido di carbonio, una fase critica del processo.

"Questa è la prima dimostrazione che questo tipo di catalizzatore al carburo di molibdeno può essere utilizzato su scala industriale, "dice Marc Porosoff, assistente professore di ingegneria chimica a Rochester. In un giornale in Scienze energetiche e ambientali , i ricercatori descrivono una serie esaustiva di esperimenti che hanno condotto a livello molecolare, scale di laboratorio e pilota per documentare l'idoneità del catalizzatore per lo scale-up.

Se le navi della Marina potessero creare il proprio carburante dall'acqua di mare che attraversano, potrebbero rimanere in funzione continua. Oltre a poche portaerei e sottomarini a propulsione nucleare, la maggior parte delle navi della Marina deve periodicamente allinearsi a fianco delle navi cisterna per rifornire il loro olio combustibile, che può essere difficile in caso di maltempo. Nel 2014, un team del Naval Research Laboratory guidato da Heather Willauer ha annunciato di aver utilizzato un convertitore catalitico per estrarre anidride carbonica e idrogeno dall'acqua di mare e quindi convertire i gas in idrocarburi liquidi con un tasso di efficienza del 92 percento.

Da allora l'attenzione si è concentrata sull'aumento dell'efficienza del processo e sulla sua scalabilità per produrre carburante in quantità sufficienti.

L'anidride carbonica estratta dall'acqua di mare è estremamente difficile da convertire direttamente in idrocarburi liquidi con i metodi esistenti. Così, è necessario prima convertire l'anidride carbonica in monossido di carbonio tramite la reazione di spostamento inverso del gas (RWGS), che possono poi essere convertiti in idrocarburi liquidi tramite la sintesi di Fischer-Tropsch (FTS). Tipicamente, i catalizzatori per RWGS contengono metalli preziosi costosi e si disattivano rapidamente in condizioni di reazione. Però, il catalizzatore al carburo di molibdeno modificato con potassio è sintetizzato da componenti a basso costo e non ha mostrato alcun segno di disattivazione durante il funzionamento continuo dello studio pilota di 10 giorni.

Ecco perché questa dimostrazione del catalizzatore al carburo di molibdeno è importante.

Poroso, che per primo ha iniziato a lavorare al progetto mentre prestava servizio come ricercatore post-dottorato con il team di Willauer, scoperto che l'aggiunta di potassio a un catalizzatore di carburo di molibdeno supportato su una superficie di allumina gamma potrebbe servire come soluzione a basso costo, stabile, e catalizzatore altamente selettivo per convertire l'anidride carbonica in monossido di carbonio durante RWGS.

Il potassio abbassa la barriera energetica associata alla reazione RWGS, mentre l'allumina gamma, contrassegnata da solchi e pori, proprio come una spugna:aiuta a garantire che le particelle di catalizzatore di carburo di molibdeno rimangano disperse, massimizzare la superficie disponibile per la reazione, dice Porosoff.

Per determinare se il carburo di molibdeno promosso dal potassio potrebbe anche essere utile per catturare e convertire l'anidride carbonica dalle centrali elettriche, il laboratorio condurrà ulteriori esperimenti per testare la stabilità del catalizzatore quando esposto a contaminanti comuni presenti nei gas di scarico come il mercurio, zolfo, cadmio e cloro.