Південна Корея перетворила CO₂ на рідке паливо
Південна Корея розробила технологію прямого перетворення CO₂ на рідке паливо
Південнокорейські дослідники здійснили прорив, створивши інноваційну технологію, яка дозволяє безпосередньо перетворювати вуглекислий газ (CO₂) на рідке паливо та інші цінні рідкі вуглеводні.
Наразі дослідна установка вже досягла виробничої потужності у 50 кілограмів на день. Цей успіх став результатом спільних зусиль команди під керівництвом доктора Чон-Ран Кіма з Корейського науково-дослідного інституту хімічних технологій (KRICT) у партнерстві з компаніями GS Engineering & Construction та Hanwha TotalEnergies. Вони розробили унікальний каталізатор та технологічний процес для прямого перетворення CO₂ та водню на рідкі вуглеводні.
Шлях до промислового масштабу
Історія розробки включає побудову міні-пілотної установки, яка виробляла 5 кг на день. У 2022 році технологія була успішно передана партнерам. Після цього дослідники створили першу в Південній Кореї установку прямого гідрування CO₂, здатну виробляти 50 кг рідких вуглеводнів на добу. Наступним етапом є розробка повноцінного промислового процесу з річним обсягом виробництва понад 100 тисяч тонн.
В умовах глобальних викликів енергетичної безпеки та пошуку стабільних джерел сировини, технології, що перетворюють промислові викиди CO₂ від електростанцій та підприємств у цінні ресурси, набувають критичного значення. Ця розробка має значний потенціал для заміни нафтової сировини, яка традиційно використовується для виробництва автомобільного палива та нафтохімічної продукції, на більш екологічні вуглецевмісні аналоги.
Інноваційний підхід: відмова від двоступеневого процесу
Традиційні технології перетворення CO₂ зазвичай вимагають двоступеневого процесу:
- Спочатку CO₂ перетворюється в монооксид вуглецю (CO) через зворотну реакцію конверсії водяного газу (RWGS), що вимагає температур, які перевищують 800 °C.
- Далі, синтез Фішера-Тропша перетворює CO, водень та рідкі вуглеводні за нижчих температур, але високого тиску, використовуючи складні багатоступеневі установки.
Дослідники з KRICT змогли обійти ці обмеження, створивши каталітичну систему, яка дозволяє здійснювати пряму конверсію в рамках одного процесу. Їхня технологія прямого гідрування дозволяє CO₂ та водню реагувати безпосередньо з утворенням рідких вуглеводнів, усуваючи необхідність у високотемпературній стадії RWGS.
Ефективність та переваги нової технології
Нова технологія працює за помірних температур 270–330 °C та тиску 10–30 бар. Наразі багатоступеневі реакції та переробка матеріалів, що не вступили у реакції, забезпечує синтез рідких вуглеводнів на рівні близько 50%. Добова продуктивність установки складає приблизно 50 кг, що еквівалентно трьом стандартним 20-літровим каністрам палива.
Покращення виробництва каталізаторів та оптимізація умов експлуатації зробили процес стабільнішим та знизили енергоспоживання порівняно з традиційними методами. Спрощена структура виробництва також сприяє зменшенню загальних витрат.
Майбутні перспективи та "зелене" паливо
Надалі дослідники планують довгостроковий збір даних щодо експлуатації, оптимізації системи та демонстрації її роботи. Отримані результати дозволять масштабувати процес для промислового комерційного використання. Вони також проведуть аналіз економічної рентабельності та оцінку скорочення викидів парникових газів при використанні установок, що вироблятимуть понад 100 тисяч тонн нафтопродуктів на рік.
На думку дослідників, у поєднанні з відновлюваними джерелами енергії ця технологія може стати ключовим компонентом систем перетворення енергії на рідке паливо (PtL). Такі системи перетворюють електрику, отриману з відновлюваних джерел, уловлений CO₂ та екологічно чистий водень на рідке паливо, відкриваючи шлях до повністю "зеленої" енергетики.
Результати дослідження були опубліковані в авторитетному журналі ACS Sustainable Chemistry & Engineering.
Джерело: TechXplore
