Los investigadores de la Universidad de Hokkaido han creado un catalizador mejorado para la conversión de gas metano en gas de síntesis, un precursor de los combustibles líquidos y productos químicos fundamentales.
Syngas, también conocido como gas de síntesis, es una mezcla compuesta principalmente de monóxido de carbono e hidrógeno y se utiliza para fabricar polímeros, productos farmacéuticos y petróleo sintético. Se elabora exponiendo el metano al vapor de agua a 900 ° C o más, haciendoel proceso es costoso
La oxidación parcial de metano para la síntesis de gas de síntesis es más económica que usar vapor, pero ha habido problemas con los catalizadores utilizados para este proceso. Los catalizadores de metales nobles, como el rodio y el platino, son mejores y funcionan a temperaturas más bajas que los catalizadores de metales básicos, como el cobalto y el níquel, pero también son más caros. Los catalizadores de metales básicos más baratos requieren temperaturas superiores a 800 ° C, superando el rango de temperatura para los reactores industriales de acero inoxidable. También se desactivan durante la reacción por reoxidación yacumulación de coque, un subproducto del proceso, que los hace costosos a largo plazo.
El profesor asistente Hirokazu Kobayashi, el profesor Atsushi Fukuoka y el becario posdoctoral Yuhui Hou, trabajando en el Instituto de Catálisis de la Universidad de Hokkaido, lograron preparar un catalizador que combina las propiedades de los metales nobles y básicos. Su catalizador supera los desafíos que enfrentan estudios previos enagregando una cantidad suficientemente pequeña de metal noble al catalizador de metal base para que pueda funcionar a temperaturas más bajas.
En el estudio publicado en Química de comunicaciones , el equipo generó con éxito pequeñas partículas de metal cobalto base al dispersarlas en un depósito mineral llamado zeolita. Luego agregaron una pequeña cantidad de átomos de rodio de metales nobles en las partículas de cobalto.
El nuevo catalizador combinado convirtió con éxito el 86% de metano en gas de síntesis a 650 ° C, manteniendo su actividad durante al menos 50 horas. La reacción oxida el cobalto a óxido de cobalto, que está casi inactivo. Pero debido a que el rodio está contenido, elel metal noble genera átomos de hidrógeno a partir de metano o moléculas de hidrógeno. Los átomos de hidrógeno se derraman sobre el material de soporte, y el hidrógeno derramado convierte el óxido de cobalto nuevamente en cobalto. El cobalto puede continuar actuando como catalizador. La alta dispersión de cobalto sobrela zeolita también evitó la formación de coque durante la reacción.
El metano ha llamado la atención como fuente de energía limpia, ya que produce solo la mitad de CO2 en comparación con el petróleo cuando se quema. Además, el aumento de la extracción de gas de esquisto ha convertido al metano en un recurso más accesible ". Nuestro catalizador puede convertir eficientemente el metano en gas de síntesisa 650 ° C, una temperatura mucho más baja que en los métodos convencionales. Esto podría conducir a un uso más eficiente del metano y contribuir al desarrollo de una sociedad baja en carbono ", dice Hirokazu Kobayashi.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Hokkaido . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :