Чи можна отримати з води чверть пального для мотора вашого автомобіля? Вчені Сінгапуру запевняють, що якщо не чверть, то дуже близько до цього - можна ...
Шаттл «Атлантіс» відправився в свій останній політ, використавши «гримучу суміш» водню, повністю згорає в з'єднанні з киснем. Використанню екологічно чистого водневого палива перешкоджають дорожнеча і небезпечність його отримання. Можливо, що новий каталізатор, запропонований співробітниками лабораторії Лувей Чен (Chen) в Національному університеті Сінгапуру, допоможе вирішити ці проблеми.
Підкладкою для каталітичного комплексу служить оксид алюмінію, або добре всім відома фольга. На ній містяться наночастинки металевого родію (Rhodium), що сприяють переробці етанолу (спирту), що розглядається екологами як одне з найбезпечніших автомобільних палив. Етанол і сьогодні згорає при температурі 550-800 градусів, однак процес, що отримав назву «реформування парів», не тільки складний сам по собі, але має на виході багато побічних продуктів. Неприємним наслідком його є і відкладення сажі - містять вуглець - Нагару (кокінг), а також утворення чадного газу СО.
Сінгапурцям вдалося вирішити обидві ці завдання, закликавши на допомогу родієвим кристалам наночастки оксиду заліза (іржу). Родій реформує пари спирту при значно нижчих температурах, у той час як залізний оксид направляє реакцію водно-газової суміші таким чином, що з'єднуються СО і вода дають при розкладанні чистий водень і вуглекислий газ СО2. «Ці два компоненти, - сказала Чен, - прекрасно доповнюють один одного, працюючи в одному температурному діапазоні 350-400 градусів ».
Дослідникам є чому радіти, оскільки вони отримали на виході майже чотири молекули водню в перерахунку на одну молекулу етилового спирту (і без всякого чадного газу). Але в спирті СН3СН2ОН всього шість атомів водню, звідки ж узялися ще два? Відповідь досить проста.
Новий каталізатор здійснює реформінг пароспіртовой суміші без кокінга у вигляді СО, що осідає на родії, що призводить до отруєння каталізатора. Замість цього СО мігрує в сторону наночастинок залізного оксиду, відволікаючого молекули газу на себе. Тут же присутні і молекули водяної пара Н2О, що віддають кисень на «нейтралізацію» чадного газу, після приєднання перетворюються на вуглекислий газ СО2. «Залишковим» продуктом розщеплення води виявляються молекули водню Н2. Оскільки ефективність процесу не стовідсоткова, то звідси слово «майже».
Необхідно сказати і про надзвичайно великий тривалості життя-активності каталізатора з наночасток родію і залізного окислу. Завдяки відсутності кокінга молекулами оксиду вуглецю родієвим каталізатор зберігає активність протягом 300 годин, що надзвичайно багато для каталізаторів взагалі.
Чен наголосила, що можливість розщеплення спирту без освіти чадного газу робить можливим здійснення катализируемого процесу безпосередньо «на борту» автомобіля. При цьому водень буде спалюватися з утворенням все тієї ж води, що виходить з вихлопної труби разом з вуглекислим газом.
