Опрос
|
реклама
Быстрый переход
Китайские учёные нашли дешёвый способ превращать пластиковый мусор в авиационное топливо
22.07.2026 [13:15],
Геннадий Детинич
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 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
19.05.2026 [07:55],
Геннадий Детинич
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 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
14.03.2026 [12:47],
Геннадий Детинич
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 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. |
© 1997—2026 3DNews
При цитировании документа ссылка на сайт с указанием автора обязательна. Полное заимствование документа является
нарушением
российского и международного законодательства и возможно только с согласия редакции 3DNews.
MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
