Биоспирты и сахара научились превращать в топливо с помощью света

Химики Даляньского института химической физики Китайской академии наук создали новый фотокаталитический метод для преобразования биополиолов и сахаров в метанол и синтез-газ. Статья о разработке опубликована в журнале Nature Catalysis, сообщает Индикатор.

Метанол считается наиболее перспективным чистым жидким топливом будущего, объемы производства которого легко масштабируются. Кроме того, это химическое вещество, используется для промышленного производства этилена и пропилена. В настоящее время метанол промышленно производится из природного газа и угля.

Сегодня наиболее перспективным считается производство метанола из возобновляемых и богатых углеродом ресурсов, а не из ископаемых. Синтез биогаза для получения метанола традиционно осуществляется с помощью газификации при высокой температуре (700 — 1000°C). В ходе этого процесса обычно образуется смесь CO, CO2, углеводородов и водорода, а также кокса, полукокса и гудрона.

В новой работе китайские исследователи получили из биомассы полиолы и сахара, которые затем смогли преобразовать в метанол и синтез-газ (CO+H2). Это удалось сделать с помощью облучения системы ультрафиолетовым светом при комнатной температуре. Такой «биосинтез-газ» может быть дополнительно использован для синтеза метанола.

Целлюлозу и даже необработанные древесные опилки можно конвертировать в метанол или синтез-газ после предварительной обработки водородом или водой. Исследователи также нашли эффективный катализатор нового процесса. Им оказались наностержни оксида титана с нанесенным на них слоем частиц меди. Такая система селективно расщепляет одинарную связь между двумя углеродами в сырье, способствуя образованию метанола.

Используя этот процесс, ученые смогли получить метанол вместе с H2, который можно применять для нужд водородной энергетики. Также авторы смогли получить с помощью него синтез-газ с выходом CO в газовой фазе до 90%. Оказалось возможным «настроить» содержание углекислого и угарного газов в смеси, изменяя характеристики катализатора.