Разработку сорбентов для производства углекислого газа из биогаза, образующегося как побочный продукт пищевых и агропромышленных предприятий, ведут ученые Института катализа (ИК) СО РАН, 17 апреля сообщает пресс-служба института.

Перед учеными стоит задача разработать сорбенты, которые повысят энергоэффективность процесса, что можно сделать, понизив его температуру.

Химически чистый углекислый газ востребован в металлургии, сельском хозяйстве и медицине, а также в химическом и деревообрабатывающем производстве. Традиционным способом его получения является его выделение из продуктов термического разложения известняка или же из дымовых газов различных предприятий.

В последнее время в связи с тенденцией перехода на возобновляемые источники сырья разрабатываются способы получения углекислого газа из биогаза, образующегося при брожении биомассы в ряде производств пищевой промышленности и сельского хозяйства.

Биогаз в основном состоит из метана и углекислого газа (СО₂), содержание которого в зависимости от исходного сырья составляет от 20 до 50%. Выделяемый при таком производстве СО₂ метан используется как топливо.

Для выделения двуокиси углерода из биогаза в промышленности используют обратимые сорбенты. Они сначала впитывают углекислый газ из биогаза, а затем, при нагреве, отдают его. Если снизить температуру, необходимую для выделения углекислого газа из сорбента, то энергоэффективность производства повысится.

Руководитель проекта, научный сотрудник отдела нетрадиционных каталитических процессов ИК СО РАН, кандидат химических наук Жанна Веселовская рассказала о задаче, которую решают ученые института:

«Мы хотим в рамках проекта сделать материал, который был бы эффективен на стадии выделения углекислого газа при 100 °C. На промышленных предприятиях есть побочные низкопотенциальные тепловые выбросы, так что многие локальные источники могут дать такую температуру. В перспективе для этого процесса можно использовать и солнечную энергию».

Другими характеристиками, которыми должен обладать эффективный сорбент, является его емкость и стабильность работы в течении большого числа циклов.

Активным компонентом, химическим поглотителем СО₂ для систем получения углекислого газа из биогаза, ученые выбрали разветвленный полиэтиленимин, а носитель сорбентов предполагается формировать на основе оксидов алюминия методом темплатного синтеза с использованием частиц, при выжигании которых в материале образуются поры.

«Использование полимерных темплатов позволяет целенаправленно изменять текстуру и пористую структуру матрицы. Выбранный активный компонент имеет большой молекулярный размер, и поэтому нам необходимо создавать материал матрицы с большими и средними порами, чтобы он показал улучшенные свойства», — пояснила одна из участниц проекта, младший научный сотрудник отдела нетрадиционных каталитических процессов ИК СО РАН Екатерина Воробьева.

На следующим этапе химики ИК СО РАН синтезируют материал носителя сорбента на основе диоксида кремния и исследуют перспективность и эффективность полученных композитов для производства углекислого газа из биогаза.