Аэрогель из углерода поможет снизить парниковый эффект
Ученые ТПУ совместно с коллегами из Чжэцзянского университета (Китай) синтезировали эффективный катализатор на основе углеродного аэрогеля для промышленности. Он позволит сократить выбросы оксида углерода, который образуется при многих индустриальных процессах, и перерабатывать его в полезный продукт. Катализатор будет эффективнее и дешевле в производстве по сравнению с существующими аналогами.
Результаты исследования специалистов научной группой TERS-Team ТПУ и их китайских коллег опубликованы в журнале Nano Energy. Диоксид углерода (CO₂) — побочный продукт многих индустриальных процессов, который является загрязнителем. Повышение его концентрации в атмосфере — основная причина парникового эффекта. Решить эту проблему может переработка углекислого газа с получением на выходе полезного продукта.
Один из вариантов — использование CO₂ для производства топлива, в частности, энергометана. Обычно для такой цели используются специальные катализаторы на основе благородных металлов и их сплавов. Одни из них являются дорогостоящими, другие подвержены коррозии, из-за чего быстро теряют свои свойства. Поэтому перед мировым научным сообществом стоит задача разработать новые безметаллические катализаторы, которые будут эффективными, стабильными и будут созданы с использованием доступных материалов.
Исследователи Томского политеха и их партнеры из Китая разработали катализатор на основе углеродного аэрогеля. Аэрогель представляет собой материал, который изготавливается из прекурсора углерода и отличается малым весом. Принципиальная особенность аэрогеля — высокая пористость. Она обеспечивает доступ газа к активным центрам катализатора, что необходимо для их эффективного взаимодействия.
«Катализатор является пористым каркасом из аэрогеля, в котором формируются активные центры, где будет проходить реакция. Обычно для таких реакций используется углерод, допированный азотом. Но у данных катализаторов есть недостаток — они неселективны, то есть, помимо восстановления диоксида углерода, запускают другие химические реакции, которые приводят к появлению ненужных побочных продуктов и уменьшают эффективность процесса. Мы использовали в аэрогеле комбинацию азота и фосфора, позволившую ему эффективно запускать именно ту реакцию, которая нам необходима», — рассказывает профессор Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Рауль Родригес.
На производстве процесс взаимодействия газа и катализатора выглядит следующим образом. Газ проходит через специальную ячейку, заполненную аэрогелем. Аэрогель служит электродом, и при подаче тока запускается реакция, которая проходит непосредственно на поверхности катализатора. В результате образуется функциональная группа карбоновых кислот (*COOH). Этот продукт переработки может использоваться в большом количестве полезных химических реакций.
В ходе лабораторных экспериментов ученые доказали, что катализатор остается стабильным при силах тока, типичных для промышленных электролитических систем.
В планах исследователей — разработка аналогичных катализаторов, которые можно использовать для реакции восстановления азота и кислорода. «В атмосфере содержится большое количество азота. Он находится в стабильной форме и практически не вступает в реакции. Если нам удастся разорвать связь, мы получим более активную форму этого газа, способную участвовать в различных химических реакциях. В перспективе такие соединения азота можно будет использовать, например, для производства удобрений», — комментирует Рауль Родригес.
Telegram 
Дзен 
VK Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
Физики экспериментально подтвердили эффективность ионно-плазменного метода удаления радиоактивных загрязнений с поверхностей металлоконструкций ядерных реакторов. Новая технология позволяет очищать внутриконтурное оборудование от отложений сложного химического состава без образования опасных жидких радиоактивных отходов. Благодаря этому она даст возможность повторно использовать реакторные сплавы и снизит затраты на их переработку.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно