由IIT-Hyderabad開發(fā)的納米碳催化劑可用于將玉米芯廢物轉化為有價值的燃料

利用糖和鹽，IIT Hyderabad的研究人員開發(fā)出一種納米碳催化劑，以幫助生產生物燃料前體。該催化劑顯示出比市售變體更好的效率和選擇性，以生產所需的C15氧化烴 - 柴油和噴氣燃料的前體。

該催化劑可用于將玉米芯廢物轉化為有價值的燃料。研究人員說，目前，由于缺乏適當?shù)募夹g和意識，大量的廢物正在燃燒。

北方邦，安得拉邦和特倫甘納邦 - 最大的玉米生產國 - 預計將大有裨益。這將為農民帶來額外的收入機會，提供可持續(xù)的能源來源并減少汽車/航空領域的碳足跡。該研究由材料科學與冶金工程的Atul Suresh Deshpande和化學工程系的Sunil Kumar Maity領導，研究生D Damodar，K Alekhya和V Mohan的支持。他們的工作發(fā)表在ACS可持續(xù)化學與工程雜志上。

生物燃料通常在很多步驟中來自植物廢物。例如，它們可以通過兩種化學物質，糠醛和2-甲基呋喃之間的反應來生產，這兩種化學物質都來自玉米芯。該反應需要特殊的促成劑或催化劑，例如活性炭，其反過來需要將前體熱處理至超過1,000攝氏度。

減少碳足跡

對這種高能量的需求不僅增加了催化劑的成本，而且還否定了開發(fā)生物燃料中碳中和的嘗試。IIT-Hyderabad的研究人員使用簡單的材料 - 糖，硫酸和鹽在室溫下生產碳催化劑。

“濃硫酸對糖的脫水是高中化學反應。這種反應是放熱的 - 這意味著在反應過程中會自發(fā)釋放出強熱，這有助于在沒有外部加熱的情況下將糖轉化為碳，“Atul Suresh說。

“但這個過程控制得不好，所產生的碳不具有均勻的微觀結構和催化能力，”他補充說。

為了控制過程中碳的微觀結構，研究人員添加了普通鹽。鹽有助于控制糖的脫水，從而形成碳納米片 - 板狀結構，比人類頭發(fā)小一千倍。

“這種生產碳納米片的過程可以適應大規(guī)模的商業(yè)生產，”Sunil Kumar Maity說。

研究人員表示，這種方法可以進行修改，不僅可以獲得碳納米片，還可以獲得其他類型的納米結構碳材料，這些材料可用于其他商業(yè)應用。

到2030年，全球航空業(yè)將占二氧化碳排放量的3.5%，占全球石油需求量的15%，已決定到2050年將碳排放量減少一半。

使用生物燃料代替化石燃料是實現(xiàn)這一目標的最實用的解決方案之一。