Eine \u00fcberm\u00e4\u00dfige Menge an Kohlendioxid ist die Hauptursache des Klimawandels. Einer der besten Ans\u00e4tze ist die Abscheidung und Umwandlung von Kohlendioxid (CO2) in Treibstoff wie Methan. Andererseits ist die Erzeugung alternativer Energiequellen ein nachhaltiger Weg zur L\u00f6sung des Energieproblems, doch die Herausforderungen im Zusammenhang mit der Speicherung von Strom aus erneuerbaren Energien verhindern die Entwicklung dieser Technologien. Daher hat die Umwandlung von CO2 in Methan unter Verwendung von erneuerbarem Wasserstoff das gro\u00dfe Potenzial, eine L\u00f6sung f\u00fcr diese beiden Probleme zu finden, n\u00e4mlich die \u00fcberm\u00e4\u00dfigen CO2-Gehalte und das zeitliche Missverh\u00e4ltnis zwischen der Erzeugung und Nachfrage von erneuerbarer Elektrizit\u00e4t und der Wasserstoffspeicherung.<\/p>\n
Die bekanntesten Katalysatoren f\u00fcr die CO2-Methanierung sind getr\u00e4gerte Nanopartikel von Metallen. Die meisten von ihnen leiden jedoch unter der Frage der Stabilit\u00e4t sowie der Selektivit\u00e4t gegen\u00fcber Methan gegen\u00fcber CO. Der beste Weg, das Problem der Katalysatorstabilit\u00e4t zu l\u00f6sen, besteht darin, aktive Stellen (Metallnanopartikel) durch metallfreie aktive Stellen zu ersetzen, die sowohl katalytisch als auch in einer Luftumgebung bei hohen Temperaturen stabil sind.<\/p>\n
In dieser Arbeit haben die Forscher am TIFR das Protokoll f\u00fcr das magnesiothermische Defekt-Engineering entwickelt, um ein neues Katalysatorsystem zu entwerfen, bei dem aktive Stellen aus Metallnanopartikeln durch Defekte als katalytisch aktive Stellen ersetzt wurden.<\/p>\n
Dies ist der erste metallfreie, legierungsfreie Katalysator f\u00fcr die CO2-Konvertierung. Die Defekte in Nanosilika wandeln CO2 in Methan mit ausgezeichneter Produktivit\u00e4t und Selektivit\u00e4t um. Au\u00dferdem waren keine Metallnanopartikel erforderlich, und die Defektstellen fungierten allein als katalytische Stellen f\u00fcr die Kohlendioxidaktivierung und Wasserstoffdissoziation, und ihre kooperative Wirkung wandelte CO2 in Methan um.<\/p>\n
Der Katalysator ist wiederverwertbar und mehr als 200 h stabil mit einer Produktivit\u00e4t von 10000 \u03bcmoles g-1 h-1 f\u00fcr Methan. Bemerkenswert ist, dass im Gegensatz zu teuren Metallkatalysatoren die katalytische Aktivit\u00e4t f\u00fcr die Methanproduktion nach jedem Regenerationszyklus deutlich zunahm und nach acht Regenerationszyklen mehr als das Doppelte der Methanproduktionsrate im Vergleich zur anf\u00e4nglichen Katalysatorleistung erreichte.<\/p>\n
Die spektroskopischen Studien ergaben atomistische Einblicke in die verschiedenen Defektstellen (Si-Radikalzentren, O-Vakanz und nicht \u00fcberbr\u00fcckende Sauerstofflochzentren) hinsichtlich ihrer Konzentrationen, ihrer N\u00e4he und ihrer Kooperativit\u00e4t. Die In-Situ-Spektroskopiestudie lieferte mechanistische Erkenntnisse auf molekularer Ebene, die m\u00f6gliche Wege f\u00fcr die CO2-Umwandlung in Methan und Kohlenmonoxid aufzeigten, was durch eine rechnerische Studie in Zusammenarbeit mit Prof. Ayan Datta von der Indian Association of Cultivation Science (IACS), Kalkutta, weiter best\u00e4tigt wurde.<\/p>\n
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Amit K. Mishra et al.; “Defects in nanosilica catalytically convert CO2 to methane without any metal and ligand<\/a>“; PNAS; 2020<\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n Hinweis: Dieser Artikel wurde mit einem Computersystem ohne menschlichen Eingriff \u00fcbersetzt. LUMITOS bietet diese automatischen \u00dcbersetzungen an, um eine gr\u00f6\u00dfere Bandbreite an aktuellen Nachrichten zu pr\u00e4sentieren. Da dieser Artikel mit automatischer \u00dcbersetzung \u00fcbersetzt wurde, ist es m\u00f6glich, dass er Fehler im Vokabular, in der Syntax oder in der Grammatik enth\u00e4lt. Den urspr\u00fcnglichen Artikel in Englisch finden Sie hier<\/a>.<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Eine \u00fcberm\u00e4\u00dfige Menge an Kohlendioxid ist die Hauptursache des Klimawandels. Einer der besten Ans\u00e4tze ist die Abscheidung und Umwandlung von Kohlendioxid (CO2) in Treibstoff wie Methan. Andererseits ist die Erzeugung alternativer Energiequellen ein nachhaltiger Weg zur L\u00f6sung des Energieproblems, doch die Herausforderungen im Zusammenhang mit der Speicherung von Strom aus erneuerbaren Energien verhindern die Entwicklung […]<\/p>\n","protected":false},"author":59,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_seopress_robots_primary_cat":"","nova_meta_subtitle":"","footnotes":""},"categories":[5571],"tags":[10744,12531,13385,10743],"supplier":[16880],"class_list":["post-73197","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-co2-based","tag-carboncapture","tag-katalyse","tag-methan","tag-useco2","supplier-tata-institute-of-fundamental-research"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/73197","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/users\/59"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=73197"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/73197\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=73197"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=73197"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=73197"},{"taxonomy":"supplier","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/supplier?post=73197"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}