Сегодня 30 сентября 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Теги → катализатор

Китайские учёные нашли дешёвый способ превращать пластиковый мусор в авиационное топливо

Китайские химики предложили превращать отходы полиэтилена и полипропилена в углеводородное топливо, сходное по составу с авиационным керосином. Это давняя идея, которая пока не получила широкого развития из-за использования дорогих катализаторов на основе золота и платины. Китайские исследователи нашли им недорогую альтернативу в виде кобальта и никеля, что обещает прорыв в утилизации пластиковых отходов и синтезе топлива.

 Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT/3DNews

Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT/3DNews

Технологию разработала объединённая группа Шанхайского института перспективных исследований (Shanghai Advanced Research Institute) Китайской академии наук и Фуданьского университета (Fudan University), а результаты были опубликованы в журнале Applied Catalysis B: Environment and Energy. Сырьём для исследования послужили полиолефины — главным образом полиэтилен и полипропилен, на которые во всём мире приходится более 60 % пластиковых отходов. Длинные молекулярные цепи полиолефинов состоят почти исключительно из углерода и водорода, поэтому после контролируемого расщепления могут стать источником алканов C8–C16 — основной углеводородной фракции авиационного топлива.

Исследователи создали биметаллический катализатор 10Ni–2Co/SiO2, содержащий никель и кобальт на носителе из диоксида кремния. При гидрогенолизе полиэтилена — расщеплении связей углерод–углерод в присутствии водорода — процесс проходил при температуре 280 °C и давлении водорода 3 МПа. Выход жидких продуктов достиг 82,3 %, причём 79 % этой жидкости составляли целевые углеводороды диапазона C8–C16. Таким образом, непосредственный выход необходимой керосиновой фракции составил около 65,1 % от исходного пластика, что превышает показатели многих ранее испытанных систем гидрогенолиза и пиролиза.

Ключевую роль сыграла небольшая добавка кобальта, изменившая электронное состояние никеля. На поверхности катализатора одновременно образовывались металлические активные центры, которые совместно активировали водород и облегчали разрыв внутренних связей C–C в полимерной цепи. Это важно, поскольку в прежних случаях преимущественно расщеплялись концевые связи цепочек, что вело к образованию метана и слишком лёгких газов, а это означало прямые потери конечного продукта. Новый катализатор поддерживал процесс и одновременно ограничивал чрезмерное дробление молекул, направляя реакцию в нужное русло для синтеза жидких соединений требуемой длины.

Катализатор показал высокую эффективность не только при переработке лабораторного полиэтилена, но и при использовании различных реальных отходов полиолефинов. По расчётам жизненного цикла, при использовании возобновляемой энергии углеродный след процесса может быть примерно на 80 % ниже, чем у традиционного производства соответствующих углеводородов.

Потенциально низкая стоимость процесса связана прежде всего с заменой дорогих рутения, платины и других благородных металлов в катализаторах более доступными никелем и кобальтом. Однако исследование пока не вышло за пределы лаборатории, и до конца неясно, как процесс покажет себя в условиях реального производства.

Учёные получили водород из воды без драгоценных металлов в катализаторах

В 70-80-е годы была теория заговора, что корпорации скрывают технологии водородного транспорта, чтобы зарабатывать на нефти. Сегодня получение водорода — это насущная потребность, а корпорации, почему-то, не достают из пыльных архивов секретные разработки. Всё потому, что получение водорода из воды как было дорогим, так и остаётся — в том числе, по причине использования дорогих катализаторов. Учёные из США пытаются пробить эту стену. И у них получается.

 Слева классический катализатор, справа — новый. Источник изображения: Washington University in St. Louis

Слева классический катализатор, справа — новый. Источник изображения: Washington University in St. Louis

Открытие сделали исследователи из Университета Вашингтона в Сент-Луисе (Washington University in St. Louis) — они представили новый катализатор для электролиза воды и получения водорода. Традиционно для этого используются металлы платиновой группы, что делает производство водорода невыгодным для промышленности. Учёные из США смогли обойти этот момент, создав эффективный и недорогой катализатор без драгоценных металлов.

Вместо платины команда использовала гетероструктуру на основе фосфидов рения и молибдена (Re2P/MoP). Такая комбинация обеспечивает одновременно быстрое расщепление молекул воды и эффективное накопление и отделение водорода на поверхности катализатора. Цель проекта — доступная по цене выработка «зелёного» водорода, производимого за счёт электроэнергии от солнечных и ветровых электростанций.

Ключевой особенностью разработки стало управление сетью водородных связей на границе «катализатор–электролит». Исследователи обнаружили, что именно структура перехода от одного материала к другому определяет скорость переноса протонов и кинетику выделения водорода. В опубликованной работе в издании Journal of the American Chemical Society говорится, что новый катод продемонстрировал чрезвычайно низкое межфазное сопротивление и высокую скорость реакции. Система работала свыше 1000 часов при промышленных плотностях тока 1–2 А/см2, что можно считать очень серьёзным показателем для оценки долговечности электролизёров без платины.

Представленная технология и композитный катализатор без драгоценных металлов хорошо показали себя в лаборатории. Теперь учёные будут пытаться масштабировать разработку до возможности производить водород в промышленных масштабах, а это будет уже совсем другая история.

Учёные открыли соединение алюминия, способное заменить катализаторы из золота и платины

Двести лет назад килограмм алюминия стоил десятки тысяч долларов, но революция в производстве этого металла в начале XX века обесценила его донельзя. Новое открытие способно вновь повысить ценность этого металла, но уже для целого ряда химических процессов, в которых сегодня используются дорогие золото и платина.

 Источник изображения: Nature Communications 2026

Источник изображения: Nature Communications 2026

Открытие сделали учёные из Королевского колледжа Лондона (King’s College London) и Тринити-колледжа Дублина (Trinity College Dublin), которые разработали принципиально новый тип алюминиевого соединения под названием циклотриалюман (cyclotrialumane). Эта молекула представляет собой три атома алюминия, организованных в треугольную (тримерную) структуру. Такое соединение демонстрирует исключительную способность вступать в реакции и стабильность в различных растворах, что позволяет ему быть эффективным катализатором химических реакций.

Главной проблемой современных технологических процессов с участием катализаторов является зависимость от драгоценных металлов платиновой группы (платина, палладий и др.), которые в десятки тысяч раз дороже алюминия, а также редки, и их добыча наносит серьёзный ущерб окружающей среде. Тем не менее эти переходные металлы всё ещё остаются «рабочими лошадками» химической промышленности. Новый алюминиевый катализатор предлагает экологичную и экономически выгодную альтернативу, полностью исключая необходимость в добыче и переработке драгоценных металлов.

Циклотриалюман уже показал способность работать катализатором в ряде важных реакций, в частности при расщеплении молекулярного водорода при производстве «зелёного» водорода и при синтезе этилена — основного сырья для производства пластмасс. По словам учёных, этот алюминиевый тример позволяет создавать совершенно новые соединения с уровнем реакционной способности, которого раньше не наблюдалось, и в ряде случаев превосходит традиционные переходные металлы.

Разработка открывает перспективы для существенного удешевления многих промышленных процессов, связанных с водородной энергетикой, химией полимеров и синтезом органических веществ. Хотя работа пока находится на стадии фундаментальных исследований и конкретные количественные показатели эффективности не приводятся, потенциал замены дорогих и экологически вредных катализаторов на обильный и дешёвый алюминий делает открытие одним из самых многообещающих в области устойчивой химии последних лет.


window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Владельцы Switch 2 нашли лазейку, которая позволяет получить ремастер The Witcher 3: Wild Hunt бесплатно 25 мин.
ИИ-агент Muse без разрешения влез в личные сообщения пользователя — в Meta сказали, что тот сам виноват 58 мин.
Скидки и распродажи в Steam скоро станут более динамичными и персонализированными 2 ч.
Meta представила новое направление ИИ-бизнеса — Enterprise Platform 2 ч.
Microsoft выпустила WSLC для работы с Linux-контейнерами в среде Windows 3 ч.
NetApp покупает PEAK:AIO — британского разработчика программно-определяемых СХД для ИИ 3 ч.
«Мы знаем, как найти вас»: ФБР отчиталось об аресте одного из лидеров хакерской группировки ShinyHunters и пригрозило остальным 4 ч.
Китайские ИИ-агенты научились лгать и фальсифицировать результаты — не хуже американских 5 ч.
Навстречу переносу: сюжетное дополнение Charting the Unknown к Crimson Desert не выйдет 16 октября, но долго ждать не придётся 5 ч.
OpenAI обнаружила, как превратить ИИ в «червя» — вредоносные промпты могут самовоспроизводиться 6 ч.
Агония немецкого автопрома: BMW представила план реструктуризации на основе ИИ 2 ч.
Samsung представила Galaxy SmartTag3 — трекер стал легче и компактнее, работает дольше и совместим с iPhone 2 ч.
AAEON выпустила мини-компьютер UP Xtreme PTL Edge Air с твердотельным кулером Frore Systems AirJet 2 ч.
Южнокорейская Doosan Enerbility обошла Siemens Energy по количеству заказов газовых турбин в США 2 ч.
Apple представит домашний смарт-дисплей HomePad уже 13 октября 4 ч.
Геймер разогнал память GDDR7 на RTX 5070 Ti на внушительные 39 % — прибавка FPS оказалась мизерной 5 ч.
Samsung представила флагманский планшет Galaxy Tab S12 Ultra с огромным экраном и очень тонким корпусом, а также Tab S12+ 5 ч.
Электромобиль BMW i3 на базе Neue Klasse получил запас хода до 912 км и цену от $61 500 7 ч.
Россияне стали покупать меньше смартфонов — Redmi лидирует в штуках, а Samsung впервые обошла Apple по деньгам 7 ч.
Учёные нащупали источник загадочных рентгеновских вспышек из глубин Вселенной — две мёртвые звезды столкнулись 8 ч.