Группа исследователей представила каталитическую систему на основе биоугля, которая позволяет эффективно преобразовывать древесную смолу в водород при существенно более низких температурах, чем предполагают стандартные технологические процессы. Разработка призвана сократить энергозатраты и себестоимость газификации биомассы – одного из ключевых направлений возобновляемой энергетики.
В материалах, опубликованных в научном журнале «Biochar», описываются испытания серии металлических катализаторов. В качестве основы использовался недорогой биоуголь, полученный при переработке древесной щепы. Исследователи сравнили эффективность никеля, кобальта и железа в реакциях расщепления толуола, выступавшего в роли модельного соединения смолы. Наилучшие результаты продемонстрировали составы на базе никеля.
Максимальная эффективность была достигнута при введении лантана в качестве промотирующего элемента. Никель-лантановый катализатор обеспечил выход водорода на уровне 87% и конверсию смолы в 93% при температуре 400 градусов Цельсия. Для сравнения: традиционные промышленные аналоги при таких температурных режимах показывают значительно более скромные результаты.
Высокие показатели объясняются равномерным распределением частиц металла и особенностями структуры носителя, способствующими протеканию химических реакций. Тесты на стабильность подтвердили, что катализатор сохраняет работоспособность в течение длительного времени и обладает устойчивостью к закоксовыванию – основной причине выхода из строя традиционных систем.
Проблема образования смол долгое время оставалась главным техническим препятствием для массового внедрения газификации биомассы, так как побочные продукты засоряют оборудование и снижают КПД установок. Трансформация этих отложений в чистый водород решает производственную задачу и повышает общую рентабельность процесса. Применение биоугля в качестве матрицы катализатора дополнительно подчеркивает приверженность принципам экономики замкнутого цикла, так как сам носитель производится из углеродсодержащих отходов.
