Добавить новость
ru24.net
News in English
Июнь
2024

Novel Catalysts for Improved Methanol Production Using Carbon Dioxide Dehydrogenation

0

Encapsulating copper nanoparticles within hydrophobic porous silicate crystals has been shown by scientists at Tokyo Tech to significantly enhance the catalytic activity of copper-zinc oxide catalysts used in methanol synthesis via CO2 hydrogenation. The innovative encapsulation structure effectively inhibits the thermal aggregation of copper particles, leading to enhanced hydrogenation activity and increased methanol production. This breakthrough paves the way for more efficient methanol synthesis from CO2.

Carbon dioxide (CO2) emissions are a major contributor to global warming, highlighting the pressing need for emission reduction measures. Consequently, there is a growing exploration of alternatives to fossil fuels, the primary source of CO2 emissions. Methanol emerges as a versatile and cost-effective fuel, offering a promising alternative to conventional transportation fuels. Furthermore, in efforts to mitigate the impact of these emissions, there has been significant attention directed towards CO2 capture and utilization technologies. These innovative approaches involve capturing CO2 from the atmosphere and converting it into value-added products. Methanol synthesis via CO2 hydrogenation stands out as a particularly promising method among these technologies.

For methanol synthesis via CO2 hydrogenation, lower reaction temperatures are preferable since heat is released during the reaction. Accordingly, studies have focused on the development of catalysts that exhibit high activities at low temperatures. Copper-zinc oxide (Cu-ZnO) based catalysts are particularly favorable for this purpose due to their ability to form a Cu-ZnO interface that binds and converts CO2 into formate intermediates which, in turn, promote methanol production. Increasing the surface area of this interface is an effective way to improve production, which can be achieved by increasing the dispersion of Cu nanoparticles. However, Cu nanoparticles are thermally unstable, which aggregate during catalyst preparation and reaction, thus reducing the interface area. Furthermore, the formation of water as a by-product of methanol synthesis accelerates Cu aggregation and inhibits formate formation.

To address these issues, a team of researchers, led by Professor Teruoki Tago from the Department of Chemical Science and Engineering, School of Materials and Chemical Technology at Tokyo Institute of Technology, developed novel Silicalite-1 (S-1) encapsulated Cu-ZnO catalysts. "Research indicates that encapsulating metals within porous carriers like silica or zeolite effectively mitigates thermal aggregation. Therefore, our focus shifted to developing a novel and efficient Cu-based catalyst for methanol production via CO2 hydrogenation, placing particular emphasis on encapsulating Cu nanoparticles within porous materials.", explained Tago. Their study was made available online on February 21, 2024, and published formally in Volume 485 of the Chemical Engineering Journal, on April 1, 2024. The EU supported the project through their Horizon2020 Framework and the Japan Science and Technology Agency through SCICORP (Laurelin project).

The researchers fabricated two types of catalysts, one including a Cu/S-1 catalyst in which copper was loaded onto hydrophobic S-1 by impregnation, and the other Cu@S-1 catalyst, in which a Cu phyllosilicate (CuPS) powder was used as a metal source to encapsulate Cu particles in the S-1 zeolite. Cu@S-1 was prepared by reducing dissolved CuPS powder. The researchers investigated the dissolution time of the CuPS precursors on the catalyst properties, revealing that inappropriate dissolution times significantly affect the size of Cu particles. Optimal dissolution of the precursor resulted in a catalyst with approximately 2.4-nanometer Cu particles encapsulated within S-1, exhibiting optimal catalytic activity. This catalyst demonstrated higher hydrogenation activity and methanol production than Cu/S-1.

To further improve methanol production, ZnO was added to Cu@S-1 by impregnation, forming ZnO/Cu@S-1 catalyst with fine Cu particles. This catalyst demonstrated even higher activity, suggesting the formation of the Cu-ZnO interface. "Our findings indicate that the encapsulation structure with S-1 effectively suppresses thermal aggregation of Cu particles, while simultaneously facilitating the rapid elimination of the water byproduct from the vicinity of the Cu-ZnO interface, thus enhancing methanol synthesis", remarked Tago.

Overall, this study demonstrates the effectiveness of the innovative encapsulation method for preparing highly active catalysts, offering a promising avenue for efficient methanol production from CO2.

Reference

Authors :
Ryokuto Kanomata1, Koki Awano1, Hiroyasu Fujitsuka2, Kentaro Kimura1, Shuhei Yasuda3, Raquel Simancas4, Samya Bekhti5, Toru Wakihara4, Toshiyuki Yokoi5, Teruoki Tago1*
Title :
Development of Silicalite-1 encapsulated Cu-ZnO catalysts for methanol synthesis by CO2 hydrogenation
Journal :
Chemical Engineering Journal
DOI :
Affiliations :
1Department of Chemical Science and Engineering, School of Materials and Chemical Technology, Tokyo Institute of Technology, Japan
2Department of Chemical Engineering, Graduate School of Engineering, Kyoto University, Japan
3Faculty of Engineering, University of Toyama, Japan
4Institute of Engineering Innovation, School of Engineering, The University of Tokyo, Japan
5Nanospace Catalysis Unit, Institute of Innovative Research, Tokyo Institute of Technology, Japan

* Corresponding author's email: tago.t.aa@m.titech.ac.jp

School of Materials and Chemical Technology
—Encompassing the Disciplines of Science—

Information on School of Materials and Chemical Technology inaugurated in April 2016

School of Materials and Chemical Technology

Schools, Departments, and Institute for Liberal Arts

Further Information

Professor Teruoki Tago

School of Materials and Chemical Technology, Tokyo Institute of Technology

Email tago.t.aa@m.titech.ac.jp
Tel +81-3-5734-2115

Contact

Public Relations Division, Tokyo Institute of Technology

Email media@jim.titech.ac.jp
Tel +81-3-5734-2975




Moscow.media
Частные объявления сегодня





Rss.plus



В Мытищах состоялась отчетно-выборная конференция профсоюза жизнеобеспечения

В международный день врача прошла премия THE MEDICAL STARS AND BEAUTY AWARDS

В Мытищах состоялась отчетно-выборная конференция профсоюза жизнеобеспечения

Компания «Мария» рассказала о новых решениях для девелопмента на конференции Московского Бизнес-клуба


Признавшийся России в любви рэпер 6ix9ine оказался в одном изоляторе с P.Diddy

Компания ICDMC и “Всероссийский пиар-саммит”: в поисках новых решений

Музыкальный спектакль «Я тебе верю!» в декабре в «Колизей – Арена»

Слушатель «Авторадио» едет в Абу-Даби на «Формулу-1»


You need the eyes of a movie hero to spot the 5 horror villains lurking near the crime scene in under 90 secs

Kaun Banega Crorepati 16: Amitabh Bachchan celebrates contestant Ankita's ambition to empower family and society

Lennox Lewis Has No Doubt How Anthony Joshua vs Daniel Dubois Rematch Goes: “He’ll Go After Him”

FA Cup second round draw: Date, start time, live stream FREE, ball numbers and TV channel


В Мытищах состоялась отчетно-выборная конференция профсоюза жизнеобеспечения

станция метро Битцевский Парк. Москва

В Мытищах состоялась отчетно-выборная конференция профсоюза жизнеобеспечения

Всемирный день городов: «Грузовичкоф» расширяет горизонты


AMD's Dr. Lisa Su predicts AI GPU market will grow to $500 billion by 2028 or 'roughly equivalent to annual sales for the entire semiconductor industry in 2023'

Call of Duty: Black Ops 6 meta guns and loadouts

World's biggest modding site announces new paid mods policies, with caveats—'as long as it isn't to the detriment of the free modding ecosystem'

Stressing out waiting for Dragon Age: The Veilguard to download? Here's some Dragon Age ASMR to help mellow your mood



Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: В 2024 году 283,4 тысячи женщин и новорожденных Московского региона получили услуги по родовым сертификатам

Сергей Собянин: Создаем места приложения труда в шаговой доступности

Подписывайтесь на наши Telegram каналы!

Обзор автомобиля «Москвич» 3




Тренер Корнеев: Станкович пока жестко не дотягивает до уровня "Спартака"

В международный день врача прошла премия THE MEDICAL STARS AND BEAUTY AWARDS

Массовая авария парализовала движение на Киевском шоссе в Москве

В Москве за сутки выпало больше половины месячной нормы осадков


ЗАЧЕМ УКРAИНЕ НУЖНО ПРИСОЕДИНИТЬСЯ К РОССИИ?! ОЧЕВИДНО: ПЛАН МИРА! Россия, США, Европа могут улучшить отношения?!

Жители края стали активными участниками Всероссийского чемпионата по финансовой грамотности среди лиц пенсионного возраста

​В Перми за год на 70 % выросло количество кондитерских, но сократилось число точек с кофе

Дерзкая «Мартина»: коммунальщики Петербурга работают в усиленном режиме


Познер о включении Шараповой в Зал славы: «Представители тенниса умнее и дальновиднее своих коллег по другим видам спорта»

Блинкова на отказе Цуренко вышла во 2-й круг турнира WTA 250 в Мериде, где сыграет с Корнеевой

Рыбакина узнала первую сопернику на Итоговом турнире WTA-2024

Прямая трансляция первого матча Елены Рыбакиной на Итоговом турнире WTA


Светящиеся «зебры» появились в Бердске  

Водителей предупредили о подмерзании выпавших за ночь осадков в Москве 2 ноября

Киберэксперт Бедеров назвал способы защитить смартфон от взлома и слежки

В Якутске медсестра ответит в суде за мошенничество с авиабилетами


Музыкальные новости

Органистка Мария Макаренко выступит с концертом «Бах и органные миры» для псковичей

Токсиколог Кутушов объяснил, почему хочется спать после обеда

Певица Кэти Перри высмеяла слухи о своем похудении подарками с Оземпиком гостям

Московский суд рассмотрит жалобу Ивлеевой на штраф за дискредитацию армии



Обзор автомобиля «Москвич» 3

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: В 2024 году 283,4 тысячи женщин и новорожденных Московского региона получили услуги по родовым сертификатам

МВД проверит действия женщины в Некрасовке, набросившейся на строителей

Подписывайтесь на наши Telegram каналы!


Сергей Собянин. Главное за день

«Грузовичкоф» на круглом столе РБК Петербург

Компания «Мария» рассказала о новых решениях для девелопмента на конференции Московского Бизнес-клуба

Назначены арбитры на матчи 14-ого тура МИР РПЛ


Обзор автомобиля «Москвич» 3

Мобильные пункты обогрева заработали в Москве

Пешехода сбили на переходе недалеко от метро "Китай-город" в Москве

В центре Москвы автомобиль на переходе сбил пешехода


Заместитель управляющего Отделением Фонда пенсионного и социального страхования Российской Федерации по г. Москве и Московской области Алексей Путин: «Клиентоцентричность - наш приоритет»





Ротавирус – правда ли помогает кола? Рассказал гастроэнтеролог Рустем Садыков

Тяжелые болезни и страшные смерти: трагические судьбы участников «Битвы экстрасенсов»

Диетолог Редина рассказала, чем полезен гранат и какие болезни лечит

Клинический психолог Марианна Абравитова: как реагировать на необоснованную критику


Александр Зинченко: "Было тяжело, когда казалось, что Киев окружают с трех сторон и пришли убивать Зеленского"

Выбьют к концу года? Зеленский объяснил вторжение в Курщину, ВСУ направляют резервы

В Киеве заявили, что план Зеленского — это «письмо мальчика Вовы Санта-Клаусу»

В Киеве считают, что Зеленский не собирается принимать план Трампа по мирному урегулированию


На старт, внимание, марш: в Ростове-на-Дону состоялся XXXVIII «Донской марафон»

Цикл мероприятий ко Дню народного единства стартовал на ЗабЖД

«Динамо» Москва — «Ростов» — 1:1. Видеообзор матча РПЛ

ФК «Ростов» сыграл вничью с «Динамо» в Москве


Лукашенко: кинофестиваль "Лістапад" выполняет гуманитарную миссию, сближает людей и континенты

Беларусь готова помочь Алжиру в создании зернового хаба – Лукашенко

Лукашенко заявил, что кинофестиваль «Лістапад» сближает людей и континенты



Сергей Собянин. Главное за день

Собянин рассказал о проектах, которые Главархив реализует в Москве

Собянин рассказал об открытии выставки на Красной площади

Сергей Собянин: Создаем места приложения труда в шаговой доступности


Приняли за кота: что будет со львенком, которого нашли на улице под Ростовом

Первые итоги конкурса малых грантов для социальных предпринимателей подведут во время благотворительного бала

Участники акции «Green Drive» этим летом собрали более 200 тонн мусора

Замедление YouTube встревожило москвичей больше ядерной войны


Светящиеся «зебры» появились в Бердске  

ЗАЧЕМ УКРAИНЕ НУЖНО ПРИСОЕДИНИТЬСЯ К РОССИИ?! ОЧЕВИДНО: ПЛАН МИРА! Россия, США, Европа могут улучшить отношения?!

Дерзкая «Мартина»: коммунальщики Петербурга работают в усиленном режиме

Минпросвещения предложило ввести онлайн-обучение для будущих водителей авто


Названы спикеры марафона «Знание.Первые»

Вечер сентября...

В столице Поморья стартовала Архангельская хоровая ассамблея «Поем северным хором»

Лидером по наличию мусорных контейнеров стала Амурская область


Под Симферополем строится мини-город от “ИнтерCтрой”

https://telegra.ph/Pod-Simferopolem-stroitsya-mini-gorod-ot-InterCtroj-10-29

Выставка-экспозиция «За веру и Отечество»

Час Отечества «Русь могучая, Русь единая».


​В Перми за год на 70 % выросло количество кондитерских, но сократилось число точек с кофе

Жители края стали активными участниками Всероссийского чемпионата по финансовой грамотности среди лиц пенсионного возраста

Минпросвещения предложило ввести онлайн-обучение для будущих водителей авто

Дерзкая «Мартина»: коммунальщики Петербурга работают в усиленном режиме












Спорт в России и мире

Новости спорта


Новости тенниса
Арина Соболенко

«Почему ты такая низкая?» Арина Соболенко пошутила над известной теннисисткой. Видео






Водителей предупредили о подмерзании выпавших за ночь осадков в Москве 2 ноября

Минпросвещения предложило ввести онлайн-обучение для будущих водителей авто

Как сделать квашеную капусту по-настоящему вкусной: три простых правила

В Якутске медсестра ответит в суде за мошенничество с авиабилетами