Разложение углекислого газа в микроволновом разряде

Ученые из Института физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН и Национального исследовательского ядерного университета МИФИ изучили разложение CO₂ в микроволновом разряде в водных растворах этанола при прохожденииРазложение углекислого газа в микроволновом разряде

Ученые из Института физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН и Национального исследовательского ядерного университета МИФИ изучили разложение CO₂ в микроволновом разряде в водных растворах этанола при прохождении газа через область разряда. Исследование проводили при атмосферном давлении над поверхностью жидкости с мощностью падающего излучения 450-540 Вт, потоком CO₂ 100-700 мл/мин и концентрацией этанола в растворе от 60 до 85%. Выявлено, что основными компонентами образующейся смеси являются H₂, CH₄, C₂H₄, CO₂ и CO, при этом кислород в продуктах обнаружен не был. Степень разложения CO₂ возрастала с увеличением мощности падающего излучения, а максимальная степень разложения достигла 40% при мощности 540 Вт и скорости потока CO₂ 400 мл/мин, что вдвое превышает обычно получаемый результат. Минимальное энергопотребление при разложении CO₂ достигло 31 эВ/моль CO₂, что ниже, чем при барботировании CO₂ через микроволновый разряд в углеводородах (80 эВ/моль), и сопоставимо с энергопотреблением при разложении CO₂ в микроволновом газовом разряде при атмосферном давлении. Gри сравнении с газовыми разрядами важно учитывать, что в рассматриваемом случае полезным продуктом является синтез-газ. Анализ состава жидкости и твердого остатка до и после разряда показал, что концентрация примесей, появляющихся в жидкости после обработки, не превышает 1%, а порошок осадка состоял из ультрадисперсных сферических частиц с размером зерна менее 200 мкм. Общее количество углерода в полученном твердом образце составило 25,32%, а водорода — 2,93% (C/H = 8,7). По данным элементного анализа, количество кислорода в твердом веществе составило 5,25%. Эксперименты показали, что присутствие воды в растворе этанола, необходимое для снижения эффективности образования твердых частиц, уменьшает степень разложения CO₂.

Результаты работы опубликовали в журнале «Plasma Processes and Polymers» и перспективны для разработки новых подходов к переработке углекислого газа.

Источник: Пресс-служба ИНХС РАН