Исследовали смогли разработать способ одновременной утилизации углекислого газа и получения порошков оксидов металлов. Из получаемых порошков можно производить качественную керамику.
Неуправляемые выбросы углекислого газа и других климатически активных газов, которые усиливают парниковый эффект, являются одной из главных причин современных экологических проблем, утверждают исследователи. Существуют два основных метода для сокращения выбросов углекислого газа (СО2). Первый - технологии хранения, которые включают в себя его удержание в земной коре. Второй метод - технологии использования, где газ применяется в различных производственных процессах.
Но ученые ТюмГУ и ТПУ разработали метод для получения нано- и ультрадисперсных порошков оксидов металлов, который использует углекислый газ в качестве исходного газового реагента. Специалисты научились синтезировать оксиды металлов в импульсной плазме дугового разряда, где СО2 служит рабочей средой, при этом его разложение происходит не только за счет прямого действия плазмы, но и за счет дополнительных экзотермических реакций окисления металла.
Новая технология позволяет изготавливать керамические изделия из порошков оксида алюминия, обладающих выдающимися физико-механическими характеристиками. Керамические изделия из порошков оксидов титана могут применяться в качестве фотокатализаторов для производства водорода, а порошки оксидов железа могут использоваться в качестве материалов с высокой магнитной и радиоабсорбционной способностью.
Уникальной особенностью нового подхода является то, что для проведения процесса требуется гораздо меньше энергии, чем обычно, что позволяет обрабатывать в три раза больше углекислоты, чем определено стандартной энтальпией разложения СО2. Иными словами, эффективность использования энергии при конверсии углекислого газа составляет около 300%, в то время как у лучших аналогов этот показатель не превышает 80%.
В процессе работы с уникальным ускорителем образуется электрическая дуга, которая порождает плазму. Скорость вылета плазмы составляет несколько километров в секунду, и в плазме достигаются настолько высокие температуры и давление, что это приводит к синтезу новых соединений в виде нано- и ультрадисперсных частиц.
Похожие исследования, направленные на утилизацию СО2 с использованием плазмы, обычно преследуют цель получения жидких и газообразных продуктов. Но созданный метод позволяет производить твердые вещества в форме порошков, что ранее не практиковалось.
Фото: Amos from Stockphotos.com / Unsplash.com
