I ricercatori hanno raggiunto per la prima volta l'idrogenazione a bassa temperatura e ad alta efficienza della CO2 in metanolo, con una lunga vita utile rispetto a MoS2 a pochi strati ricco di zolfo, nonché attività e selettività notevolmente superiori a quelle del catalizzatore commerciale Cu/ZnO/Al2O3. Credito:DICP
Conversione efficiente di CO 2 è strategicamente importante per alleviare la crisi energetica e raggiungere l'obiettivo della neutralità del carbonio. Una promettente via di conversione è l'idrogenazione della CO 2 al metanolo utilizzando una fonte di "idrogeno verde" basata su energia rinnovabile.
I tradizionali catalizzatori a base di ossido di metallo per questa reazione richiedono tipicamente una temperatura elevata (> 300 o C), che tende a promuovere reazioni collaterali indesiderate di spostamento di acqua e gas inverso (RWGS), producendo così una grande quantità di CO come sottoprodotto.
L'introduzione di componenti di metalli di transizione su ossidi metallici può favorire l'attivazione di H 2 , riducendo così la temperatura di reazione, ma questo facilita anche l'eccessiva idrogenazione della CO 2 a CH 4 , portando a una ridotta selettività del metanolo. Ulteriore miglioramento delle prestazioni dei catalizzatori metallo/ossido di metallo convenzionali per CO . a bassa temperatura 2 l'idrogenazione a metanolo è fortemente limitata dal compromesso tra la loro attività e selettività.
Recentemente, un gruppo guidato dal Prof. Deng Dehui del Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) dell'Accademia Cinese delle Scienze (CAS), in collaborazione con il Prof. Wang Ye dell'Università di Xiamen, ottenuta per la prima volta l'idrogenazione a bassa temperatura ad alta efficienza della CO 2 al metanolo, con una lunga vita lavorativa rispetto al MoS . a pochi strati ricco di zolfo 2 , così come attività e selettività notevolmente più elevate rispetto a quelle del commerciale Cu/ZnO/Al 2 oh 3 catalizzatore.
Il loro lavoro che è stato pubblicato in Catalisi della natura , apre una nuova strada per la conversione della CO 2 a basso consumo energetico e ad alta efficienza.
Hanno scoperto che il MoS . a pochi strati ricco di zolfo 2 potrebbe contemporaneamente attivare e diss o Ciate CO 2 e H 2 a basse temperature e anche a temperatura ambiente, facilitando così l'idrogenazione a bassa temperatura della CO 2 al metanolo con elevata attività e selettività.
Inoltre, hanno scoperto che la reazione RWGS e l'eccessiva idrogenazione del metanolo a CH 4 sono stati efficacemente soppressi. a 180 o C, 94,3% di selettività del metanolo per una CO 2 si è ottenuta una conversione del 12,5% rispetto al catalizzatore; questo risultato è stato migliore di quello ottenuto con il commerciale Cu/ZnO/Al 2 oh 3 catalizzatore e catalizzatori precedentemente riportati.
L'attività e la selettività sono state mantenute stabilmente per oltre 3000 ore sul MoS 2 catalizzatore, rendendolo un candidato promettente per applicazioni industriali. Le caratterizzazioni in situ combinate con calcoli teorici hanno dimostrato che le vacanze di zolfo nel piano su MoS 2 erano i centri attivi per catalizzare l'idrogenazione altamente selettiva di CO 2 al metanolo.
"Questo lavoro rivela il potenziale dei posti vacanti nel piano in materiali bidimensionali per la catalisi e fornisce una nuova strategia per lo sviluppo di nuovi catalizzatori da utilizzare in CO 2 idrogenazione" ha affermato il Prof. Deng.
