НҮҮРСТӨРӨГЧИЙН ДАВХАР ИСЛИЙГ 1000 ДАХИН ҮР АШИГТАЙГААР БЕНЗИН БОЛГОН ХУВИРГАХ КАТАЛИЗАТОРЫН АРГА
.png?w=1200)
Зураг 1. Баруун талд бүрхүүлгүй катализатор нь энгийн нүүрсустөрөгч болох метаныг үүсгэдгийг харуулсан. Харин зүүн талд бүрсэн катализатор нь бутан, пропан, этан зэрэг урт гинжин хэлхээтэй нүүрсустөрөгчийг үүсгэдгийг харуулсан. CO2 (хар ба улаан), устөрөгчийн молекулууд (цэнхэр), рутени дээр суурилсан катализаторын тусламжтайгаар урвалд ордог. (Chih-Jung Chen)
Хүлэмжийн хийн тархалтаас урьдчилан сэргийлэх чиглэлээр ажиллаж буй инженерүүд нүүрсхүчлийн хийн ялгарлыг бууруулахаас гадна цахилгаан станцын утаанаас эсвэл агаараас нүүрсхүчлийн хийг зайлуулах шаардлагатай байдаг. Гэхдээ энэ бүх нүүрстөрөгчөөр бид юу хийх вэ? Стэнфордын их сургуулийн химийн инженер Маттео Карниелло үүнийг пропан, бутан эсвэл нүүрстөрөгч, устөрөгчийн урт гинжин хэлхээнээс бүрдсэн нүүрсустөрөгчийн түлш гэх мэт бусад ашигтай химийн бодис болгон ажиллаж байна.
Химийн инженерийн тэнхимийн туслах профессор Карниелло "Бид зарчмын хувьд бензин үйлдвэрлэж чадна" гэж хэлэв. “Нүүрстөрөгчийг аль болох их хэмжээгээр авахын тулд хамгийн урт гинжин хэлхээтэй нүүрсустөрөгч хэрэгтэй бөгөөд 8-12 нүүрстөрөгчийн атомтай гинжин хэлхээ хамгийн тохиромжтой". Карниелло болон түүний хамтрагчидийн зохион бүтээсэн шинэ катализатор нь химийн урвалын явцад урт гинжин хэлхээний нүүрсустөрөгчийн үйлдвэрлэлтийг нэмэгдүүлэх зорилготой нэгдэл юм. Энэ нь нүүрстөрөгчийн давхар исэл, устөрөгч, катализатор, даралт, дулаан болон хугацааны хувьд ижил хэмжээнд өгөгдсөн стандарт катализатороос 1000 дахин их бутан гарган авах боломжтой. Энэхүү шинэ катализатор нь нимгэн нийлэг (plastic) давхаргаар бүрсэн цагаан алтны бүлгийн шилжилтийн ховор металл болох рутений элементээс бүрддэг. Бусад катализаторын нэгэн адил энэхүү шинэ бүтээл нь урвалын явцад бүрэн ашиглагдахгүйгээр химийн урвалыг хурдасгадаг. Мөн рутений давуу тал нь бусад өндөр чанартай катализатороос (палладий, цагаан алт) хямд байдаг.
Карниелло болон түүний багийнхан шинэ катализаторыг нээж, сайжруулахад долоон жил зарцуулсан. Гол асуудал нь гэвэл нүүрсустөрөгчийн гинж урт байх тусам гаргаж авах процесс илүү төвөгтэй байсан. Нүүрстөрөгчийг нүүрстөрөгчтэй холбоход дулаан, их хэмжээний даралт шаардагддаг тул процессыг үнэтэй болгож, эрчим хүч их хэрэглэдэг. Үүнтэй холбогдуулан, урвалаас бензин гаргаж авах шинэ катализаторын боломж нь нээлт болж чадсан юм гэж Карниелло хэлсэн. Бензиний хувьд бүх урт гинжин нүүрсустөрөгчийг гарган авахын тулд түүний лабораторийн реакторт зөвхөн илүү өндөр даралт хэрэгтэй бөгөөд тэд илүү өндөр даралтын реактор барих шатандаа явж байна.
Бензин нь тасалгааны температурт шингэн байдаг ба хадгалахад төвөгтэй, агаарт буцаж уурших хандлагатай, богино гинжин хэлхээтэй метан, этан, пропантай харьцуулахад хамаагүй хялбар байдаг. Нүүрстөрөгчөөр шингэн түлш хийхээр ажиллаж байгаа Карнело болон бусад судлаачид энэхүү процессыг нүүрстөрөгчийн саармаг цикл гэж төсөөлөн, нүүрстөрөгчийн давхар ислийг цуглуулж, түлш болгон хувиргаад дахин шатаагаад үүний үр дүнд үүссэн нүүрстөрөгчийн давхар исэл дахин шинээр цикл эхлүүлдэг гэж үзсэн. Хэдийгээр энэ процесс нь лабораторид суурилсан байгаа ч энгийн хэрэглэгч ийм технологид суурилсан бүтээгдэхүүн худалдан авах хүртэл маш их ажил үлдэж байгаа юм. Дараагийн алхмууд нь хортой бохирдуулагч нүүрстөрөгчийн дутуу исэл болон урвалын хор хөнөөлтэй дайвар бүтээгдэхүүнийг багасгах судалгааг хийхээр зорьж байгаа.
Мэдээг бэлтгэсэн: Инновац, технологийн лаборатори