Ученые Центра компетенций Национальной технологический инициативы «Водород как основа низкоуглеродной экономики» на базе Института катализа СО РАН исследовали использование низших спиртов для реакций переноса водорода. Исследование опубликовано в высокорейтинговом журнале Chinese Journal of Catalysis (IF= 16.5).

С помощью экспериментов, научные специалисты раскрыли способ, как частицы воздействуют на работу активных центров никелевых металлических катализаторов. Полученные сведения имеют ключевое значение для определения границ использования катализаторов в процессах переноса водорода и для разработки соответствующих технологий хранения и транспортировки водорода.

Спирты чаще всего рассматривают как перспективные доноры водорода — их активность неоднократно доказана, они просты в обращении и безопасны для транспортировки в отличие от газообразного водорода. Дополнительным преимуществом является возможность получения спиртов из растительной биомассы, что делает процесс более экологически чистым.

Для извлечения водорода из спиртов можно использовать никелевые катализаторы — у них высокая активность и они дешевые. Однако, они могут терять свою активность под действием реакционной среды и условий процесса. Ученые ИК СО РАН раскрыли универсальный механизм, в соответствии с которым первичные спирты, такие как метанол, этанол и 1-пропанол, отравляют катализатор. В то же время со вторичным спиртом (например, 2-пропанолом) процесс протекает эффективно.

Научный сотрудник отдела физико-химических методов исследования на атомно-молекулярном уровне (ОФХИ АМУ) ИК СО РАН к.х.н. Николай Нестеров заявил, что первичные спирты в сочетании с никелевыми катализаторами не проявляют активность. Он отметил, что в результате воздействия происходит отщепление молекулы монооксида углерода, что приводит к дезактивации катализатора, лишая его возможности эффективно функционировать. Ученый подчеркнул, что использование вторичных спиртов, таких как 2-пропанол, позволяет провести реакцию переноса водорода и гидрирования, что делает их значимыми как потенциальный источник водорода для гидрирования.