Атмосферный углекислый газ научились эффективно превращать в метиловый спирт

Химикам из Университета Южной Калифорнии удалось конвертировать 79 процентов углекислого газа, извлеченного из атмосферного воздуха, в метиловый спирт. Результаты работы были опубликованы в Journal of the American Chemical Society.

Для снижения выбросов углекислого газа в атмосферу был разработан подход, который заключался в улавливании CO₂, его хранении и последующем использовании для производства различных веществ и материалов. Например, при реакции углекислого газа с водородом возможно получение метана, метанола или муравьиной кислоты. Однако катализаторы, которые требуются для превращения CO₂ в метанол разрушаются при высоких температурах, необходимых для проведения реакций. Поэтому основной проблемой исследователей было получение устойчивого гомогенного катализатора.

Идеей ученых было использование каталитической системы, которая могла работать при относительно мягких температурах в 125-165°C. Система содержала полиамин с короткой цепью — пентаэтиленгексамин (PEHA) — и комплекс рутения. PEHA характеризуется низкой летучестью и хорошей способностью связывать CO₂ из атмосферного воздуха. Комплекс рутения — лиганд, который отличается высокой термостабильностью и каталитической селективностью. Связывание CO₂ происходило через пропускание воздуха через раствор PEHA.  После гидрирования углекислого газа полученный метанол легко извлекался из смеси через дистилляцию, и вся система могла отправляться на повторное использование.

В результате процесса около 79 процентов связанного CO₂ было успешно конвертировано в метанол, при этом концентрация углекислого газа в воздухе была низкой и составляла 400 миллионных долей. После связывания CO₂ концентрация карбоновых соединений в растворе составляла 161-165 миллионных долей. С помощью такой системы возможно добиться непрерывной переработки углекислого газа в метанол.

Увеличение содержания углекислого газа в атмосфере, согласно современным климатическим данным, приводит к возникновению парникового эффекта и повышению средней температуры на Земле. Ученые считают, что использование новой химической разработки позволит не только сократить выбросы антропогенного CO₂ и поддерживать, таким образом, его концентрацию в атмосфере, но и эффективнее использовать добываемое ископаемое топливо.

Александр Еникеев