Создание нового типа катализаторов для получения водорода из продуктов переработки биосырья

Проект направлен на создание новых высокоэффективных катализаторов получения водорода из спиртов биогенного происхождения. Водород является перспективным видом топлива, применение которого позволяет значительно снизить углеродный след ряда отраслей экономики, или даже перейти к полностью безуглеродной экономике. Конкретной задачей проекта является создание не содержащих благородных металлов катализаторов паровой конверсии изобутанола на основе переходных металлов и углеродного носителя, полученного карбонизацией биомассы. Данный подход отвечает принципам зеленой химии, поскольку для синтеза носителя катализаторов будет использовано возобновляемое сырье, а получение водорода будет осуществляться паровой конверсией изобутанола, производство которого из возобновляемого сырья освоено в промышленном масштабе. В совокупности это позволит реализовать процесс получения водорода с нейтральным углеродным балансом. Одной из задач проекта является создание эффективного метода формирования стабильных катализаторов на основе карбонизированной биомассы для паровой конверсии изобутанола. Применение гидротермальной карбонизации позволяет, с одной стороны, решить проблему утилизации древесных отходов, которые в настоящее время утилизируют преимущественно путём сжигания и захоронения. С другой стороны, дает возможность получить перспективный углеродсодержащий носитель для катализаторов получения водорода из продуктов переработки биосырья. В ходе выполнения проекта будут систематически изучены физико-химические свойства получаемых углеродсодержащих катализаторов превращения изобутанола. Будет исследовано влияние времени контакта, температуры, соотношения спирт/вода на селективность образования водорода. В рамках проекта предполагается осуществление качественного и количественного анализа возможных промежуточных кислородсодержащих соединений, формирующихся в ходе паровой конверсии изобутанола на разработанных катализаторах. На основе полученных данных предполагается построение схемы протекания процесса. Будет проведено сравнение экспериментально полученных результатов с расчетами термодинамического равновесия парового риформинга изобутанола (равновесные степени конверсии и селективности) для температур и соотношений реагентов, охватывающих рабочий диапазон превращения изобутанола на разрабатываемых катализаторах. Впервые будет предложен дизайн каталитических систем на основе карбонизованной биомассы, с использованием которых впервые будет исследована паровая конверсия биоизобутанола.