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giovedì 22 giugno 2017

New catalyst “makes carbon neutral fuel from CO2 a viable option” / Nuovo catalizzatore "rende il carburante neutro al carbonio dalla CO2 una valida opzione"

New catalyst “makes carbon neutral fuel from CO2 a viable option” Nuovo catalizzatore "rende il carburante neutro al carbonio dalla CO2 una valida opzione"


Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa





Australian scientists have developed a catalyst that converts carbon dioxide from the air into synthetic natural gas using solar energy.
The research, carried out at the University of Adelaide in collaboration with CSIRO, Australia’s national agency for scientific research, could validate a process that has the potential to replace fossil fuels and continue to use existing carbon-based fuel technologies without increasing atmospheric CO2.
The catalyst drives the process of combining CO2 with hydrogen to produce methane and water.
“Capturing carbon from the air and utilising it for industrial processes is one strategy for controlling CO2 emissions and reducing the need for fossil fuels,” said University of Adelaide PhD candidate Renata Lippi, first author of the research published in the Journal of Materials Chemistry A.
“But for this to be economically viable, we need an energy efficient process that utilises CO2 as a carbon source. Research has shown that the hydrogen can be produced efficiently with solar energy. But combining the hydrogen with CO2 to produce methane is a safer option than using hydrogen directly as an energy source and allows the use of existing natural gas infrastructure.
“The main sticking point, however, is the catalyst – a compound needed to drive the reaction because CO2 is usually a very inert…chemical.”
The catalyst was synthesised using metal-organic frameworks, which allow precise spatial control of the chemical elements.
“The catalyst discovery process involved the synthesis and screening of more than one hundred materials. With the help of CSIRO’s rapid catalyst testing facility we were able to test all of them quickly allowing the discovery to be made in a much shorter period of time,” said Dr Danielle Kennedy, AIM Future Science Platform Director with CSIRO. “We hope to continue collaborating with the University of Adelaide to allow renewable energy and hydrogen to be applied to chemical manufacturing by Australian industry.”
Other catalysts have presented issues around poor CO2 conversion, unwanted carbon-monoxide production, catalyst stability, low methane production rates and high reaction temperatures.
This new catalyst is said to produce almost pure methane from CO2. Carbon-monoxide production has reportedly been minimised and stability is high under continuous reaction for several days and after shutdown and exposure to air.
Only a small amount of the catalyst is needed for high production of methane which increases economic viability. The catalyst also operates at mild temperatures and low pressures, making solar thermal energy possible.
“What we’ve produced is a highly active, highly selective (producing almost pure methane without side products) and stable catalyst that will run on solar energy,” said project leader Prof Christian Doonan, director of the University’s Centre for Advanced Nanomaterials. “This makes carbon neutral fuel from CO2 a viable option.”

ITALIANO

Gli scienziati australiani hanno sviluppato un catalizzatore che converte l'anidride carbonica dall'aria in gas naturale sintetico usando l'energia solare.
La ricerca, condotta presso l'Università di Adelaide in collaborazione con CSIRO, l'agenzia nazionale australiana per la ricerca scientifica, potrebbe valorizzare un processo che possa sostituire i combustibili fossili e continuare ad utilizzare le tecnologie di combustibile a base di carbonio esistenti senza aumentare la CO2 atmosferica.
Il catalizzatore spinge il processo di combinazione di CO2 con idrogeno per produrre metano e acqua.
"La cattura del carbonio dall'aria e la sua utilizzazione per i processi industriali è una strategia per controllare le emissioni di CO2 e ridurre la necessità di combustibili fossili", ha affermato il candidato PhD di Renata Lippi dell'Università di Adelaide, primo autore della ricerca pubblicato nel Journal of Materials Chemistry A .
"Ma per essere economicamente vitale, abbiamo bisogno di un processo efficiente per l'energia che utilizzi il CO2 come fonte di carbonio. La ricerca ha dimostrato che l'idrogeno può essere prodotto in modo efficiente con l'energia solare. Ma combinare l'idrogeno con la CO2 per produrre metano è un'opzione più sicura che usare l'idrogeno direttamente come fonte di energia e consentire l'utilizzo di infrastrutture di gas naturale esistenti.
"Il principale punto di attacco è comunque il catalizzatore - un composto necessario per guidare la reazione perché la CO2 è di solito una sostanza chimica molto inerte".
Il catalizzatore è stato sintetizzato utilizzando strutture metalliche-organiche, che consentono un preciso controllo spaziale degli elementi chimici.
"Il processo di scoperta del catalizzatore ha coinvolto la sintesi e lo screening di più di cento materiali. Con l'aiuto della struttura di collaudo rapido del catalizzatore di CSIRO siamo riusciti a metterli in prova tutti rapidamente per consentire la scoperta in tempi più brevi ", ha dichiarato Daniela Kennedy, direttore della piattaforma AIM Future Science Platform con CSIRO. "Speriamo di continuare a collaborare con l'Università di Adelaide per consentire l'utilizzo di energie rinnovabili e idrogeno per la produzione chimica dell'industria australiana".
Altri catalizzatori hanno presentato temi riguardanti una scarsa conversione di CO2, produzione di carbonio monossido indesiderata, stabilità del catalizzatore, bassi livelli di produzione di metano e elevate temperature di reazione.
Si dice che questo nuovo catalizzatore produce metano quasi puro da CO2. La produzione di ossido di carbonio è stata segnalata minimizzata e la stabilità è alta in reazione continua per diversi giorni e dopo l'arresto e l'esposizione all'aria.
Solo una piccola quantità di catalizzatore è necessaria per un'alta produzione di metano che aumenta la redditività economica. Il catalizzatore funziona anche a basse temperature e basse pressioni, rendendo possibile l'energia termica solare.
"Quello che abbiamo prodotto è un attivo, altamente selettivo (producendo metano quasi puro, senza prodotti secondari) e catalizzatore stabile che funzionerà con l'energia solare", ha dichiarato il prof. Christian Doonan, direttore del Centro per i nanomateriali avanzati dell'Università. "Questo rende il carburante neutro al carbonio dalla CO2 una valida opzione".

Da:

https://www.theengineer.co.uk/new-catalyst-makes-carbon-neutral-fuel-from-co2-a-viable-option/?cmpid=tenews_3572618&adg=CA40D8F0-63B9-4BE1-90A0-3379B1DDE40E