Вчені з Торонтського університету (Канада) та Університету Сучоу (Китай) створили новий каталізатор, який дозволяє ефективно перетворювати вуглекислий газ на метанол під дією світла. Про результати дослідження повідомляє журнал Angewandte Chemie International Edition.

За словами дослідників, ця технологія може стати основою для дешевшого виробництва метанолу — рідкого палива та важливої сировини для хімічної промисловості. Водночас вона відкриває можливість повторного використання вуглекислого газу, який є одним із головних парникових газів.

Як працює каталізатор

Основою розробки став оксид цинку та галію, до якого додали атоми азоту. Це модифікування дозволило каталізатору краще поглинати світло та ефективніше активувати водень, необхідний для утворення метанолу з CO₂. Важливо, що для створення каталізатора не використовували рідкісні й дорогі метали, а застосували доступніші компоненти, що може знизити собівартість процесу та полегшити його промислове впровадження.

«Азотування ефективно регулює кислотно-основні властивості каталізатора, що сприяє активації водню і подальшому синтезу метанолу», — зазначив співавтор дослідження Денвей Цзін.

Під час експериментів матеріал зберігав стабільність протягом 90 годин безперервної роботи. Метанол отримували з вуглекислого газу під дією ультрафіолетового випромінювання за температури 340 °C. Ключовою особливістю каталізатора стало формування на його поверхні так званих розстроєних пар Льюїса — активних ділянок, які сприяють розриву зв’язків у молекулі водню без використання платини чи інших дорогих металів.

Перспективи використання

Перетворення CO₂ на корисні хімічні речовини та паливо розглядається як перспективний напрям повторного використання вуглекислого газу. Метанол, отриманий у цьому процесі, можна застосовувати як рідке паливо або сировину для виробництва різноманітних хімічних продуктів. Дослідники вважають, що поєднання доступних матеріалів, використання світла та тривалої стабільності каталізатора створює передумови для розвитку технологій виробництва палива з CO₂ та зменшення залежності від дорогих компонентів.

Дослідження опубліковане в журналі Angewandte Chemie International Edition.