May 08, 2025 | 10:00 / Maraqlı məlumatlar
Alimlər, karbon qazı buraxmadan hidrogen və nanostrukturlaşdırılmış karbon əldə etmək üçün yandırma üsulu ilə yanacaq qazlarından katalizator hazırlayıblar. Bir mərhələdə sintez edilən katalizator yalnız istehsal xərclərini azaltmaqla qalmır, həm də bir çox neft çıxaran şirkətlər üçün əhəmiyyətli ekoloji problemi həll edir, çünki hazırda onlar reaksiyanın dəyərli məhsullarını yandırırlar. Təklif olunan texnologiyanın üstünlüklərindən biri sadəlikdir və həmçinin reaksiyanın məhsullarını müxtəlif mühəndislik və energetika sahələrində tətbiq etmək imkanıdır.
Hidrogen, məhdud ehtiyatlara malik olan neft, kömür və təbii qaz kimi faydalı qazıntıların yerinə daxili yanma mühərrikləri üçün alternativ yanacaq kimi nəzərdən keçirilir. Bundan əlavə, onların emalı və istifadəsi atmosferə karbon qazı buraxılmasına səbəb olur. Lakin ənənəvi hidrogen əldə etmə üsulları, keyfiyyət və tətbiq olunan texnologiyanın effektivliyi baxımından, populyar yanacaq qazlarının aşağı temperaturda emalı prosesindən geri qalır, buna görə alimlər yeni metodlar axtarırlar.
Novosibirsk Dövlət Texniki Universitetinin tədqiqatçıları həmkarları ilə birlikdə, ənənəvi xammal növlərini — müxtəlif karbohidrogen qazlarını (məsələn, metan, təbii qaz və populyar yanacaq qazı) və onların qarışıqlarını — hidrogenə və karbon nanoliflərə çevirməyə imkan verən nikel və alüminium oksidi əsaslı bir katalizator hazırlayıblar, bu proses isə karbon qazı buraxılmadan həyata keçirilir. Bu şəkildə əldə edilən hidrogen kimya sənayesində daxili yanma mühərrikləri üçün ekoloji təmiz yanacaq kimi və nanoliflər isə kompozit materialların gücləndirilməsi, superkondensatorların, qaz sensorlarının və digər cihazların yaradılması üçün istifadə oluna bilər.
Müəlliflər, katalizatorları məhlulların yandırılma metodu ilə — çox sürətli və enerji cəhətdən səmərəli bir üsulla sintez ediblər. Bu prosesdə metal nitratları və orqanik yanacaq qarışığı, burada amin turşusu qlisinin yanacaq kimi istifadə olunub, yüksək temperaturda — 650°C-yə qədər — qızdırılıb. Nəticədə ,qarışıq öz-özünə alovlanaraq katalizatorun nanohissəciklərini əmələ gətirib.
Eyni zamanda kimyaçılar müxtəlif sintez şəraitlərini sınaqdan keçiriblər. Bunun üçün qızdırılma temperaturunu 350°C-dən 650°C-yə qədər, temperaturun artım sürətini (dəqiqədə 1-dən 10 dərəcəyə qədər) və maksimal temperaturda saxlama vaxtını 40 dəqiqəyə qədər dəyişiblər. Nəticədə alimlər 10-50 nanometr ölçüsündə nanohissəciklər əldə ediblər. Katalizatorlar əsasən 90% nikel və 10% alüminium oksidindən ibarət olub.
Müəllif katalizatorların işləmə effektivliyini 550°C temperatur və atmosfer təzyiqi altında kvarsın reaktorunda , metanın parçalanması reaksiyasında təyin ediblər. Nəticələr, hidrogen və nanostrukturlaşdırılmış karbonun ən yüksək məhsul çıxımını təmin edən katalizatorun sintezi üçün optimal parametrləri müəyyən etməyə imkan verib.
Bəzi katalizator nümunələri 32 saatdan çox aktivliyini saxlayıb, bu da digər tədqiqat qruplarının nəticələrini əhəmiyyətli dərəcədə üstələyir. Müəlliflərin əldə etdiyi strukturların yüksək aktivliyi, katalizatorun inkişaf etmiş xüsusi səth sahəsi ilə əlaqədardır. Bundan əlavə, bu katalizatorun üstünlüyü, reaksiyanı onun hidrogen axınında əvvəlcədən bərpa olunması mərhələsindən keçirmədən aparmaq imkanı ilə bağlıdır.
Tədqiqatınnəticələri, RusiyaElmiFondununmaliyyələşdirdiyilayihə çərçivəsində həyatakeçirilmiş, Chemical Engineering Researchand
Design jurnalında nəşr olunub.
