Le massicce emissioni di CO2 derivanti dall’utilizzo dei combustibili fossili hanno causato una serie di problemi ambientali e di cambiamento climatico. Spinto dal rapido sviluppo dell’idrogeno verde e della CO2 tecnologie di cattura, idrogenazione della CO2 ai combustibili idrocarburici e ai prodotti chimici sta diventando un processo promettente per la riduzione dell’impronta di carbonio e lo stoccaggio di energia rinnovabile. La catalisi fototermica consente di ottenere CO2 efficiente conversione in condizioni blande.
Uno studio condotto dal Prof. Kang Cheng (Collegio di Chimica e Ingegneria Chimica, Università di Xiamen) e dal Prof. Ye Wang (Collegio di Chimica e Ingegneria Chimica, Università di Xiamen) ha valutato i catalizzatori utilizzando un reattore al quarzo a letto fisso ad alta pressione con un cavità quadrata al centro per introdurre la luce. Lo studio è pubblicato sulla rivista Science China Chemistry .
Una serie di catalizzatori fototermici in lega NiFe sono stati sintetizzati utilizzando il metodo di precipitazione assistita da urea per CO2 metanazione, in cui le nanoparticelle bimetalliche NiFe con Al2 O3 poiché il promotore strutturale e il rapporto atomico Ni/Fe di 7 avevano le migliori prestazioni catalitiche.
La CO2 il tasso di conversione può raggiungere il 98%, il CH4 la selettività è del 99% senza riscaldamento esterno. Il catalizzatore può funzionare stabilmente per più di 100 ore. Rispetto ad altri catalizzatori, si è scoperto che la piccola dimensione delle particelle della lega (~21 nm) e l'esclusiva struttura a strati del catalizzatore NiFeAl potrebbero migliorare l'effetto LSPR della lega NiFe.
Rispetto al Ni o al Fe, le leghe NiFe possono promuovere la CO2 metanazione sinergica. È stato rilevato che la temperatura sulla superficie del catalizzatore raggiungeva i 356 °C sotto irradiazione luminosa osservata da una telecamera a infrarossi, indicando che il catalizzatore era in grado di convertire in modo efficiente l'energia luminosa in energia termica.
Questo documento non solo ha preparato un catalizzatore efficiente per la CO2 metanazione ma ha anche fornito l'idea per la progettazione strutturale di un catalizzatore fototermico.
Ulteriori informazioni: Jiarong Li et al, Metanazione fototermica efficiente della CO2 su nanoparticelle di lega NiFe con effetto di risonanza plasmonica superficiale localizzato potenziato, Science China Chemistry (2023). DOI:10.1007/s11426-023-1876-4
Fornito da Science China Press
