Китайские ученые научились превращать углекислый газ в авиационный керосин

Китайские ученые сообщили о важном технологическом прорыве в области синтетического топлива: им удалось оптимизировать процесс превращения углекислого газа в полноценный авиационный керосин. Разработка обрела особую актуальность на фоне резкого скачка цен на авиационное топливо, которые в апреле превысили отметку в 200 долларов за баррель, что более чем вдвое превышает прошлогодние показатели и вынуждает авиаперевозчиков сокращать количество рейсов.

Исследование, проведенное специалистами из Шанхайского передового института (SARI) при Китайской академии наук (CAS), было опубликовано в научном журнале ACS Catalysis. Метод, предложенный исследователями, можно охарактеризовать как «обратное горение»: при взаимодействии углекислого газа с водой запускается химическая реакция, в результате которой молекулы перестраиваются в длинные углеродные цепочки, формирующие энергоемкое жидкое топливо.

Главным достижением ученых стал инновационный катализатор на базе железа, обогащенный добавками калия и алюминия. Ранее попытки синтеза топлива из CO2 сталкивались с двумя критическими сложностями: трудностью формирования цепочек нужной длины и низкой эффективностью процесса получения целевых фракций. Новый катализатор успешно решает эти проблемы за счет создания специфической поверхности раздела, которая ускоряет синтез молекул требуемого размера.

Эксперименты проводились при умеренных параметрах: давлении «чуть выше обычного» и температуре 330 °C. В таких условиях эффективность катализатора составила 453,7 мл тяжелых олефинов на грамм катализатора в час, при этом доля фракции, подходящей для использования в авиации, достигла 252,7 мл.

Ключевым фактором для масштабирования технологии стала стабильность: катализатор продемонстрировал непрерывную работоспособность в течение 800 часов. По мнению исследователей, это доказывает готовность метода к выходу из лабораторных условий в промышленный сектор. Тем не менее, путь к массовому внедрению потребует прохождения сложной процедуры сертификации, которую авторы сравнивают с многоэтапными клиническими испытаниями новых лекарственных препаратов.

Ученые подчеркивают, что альтернативы в виде электрических силовых установок для тяжелой авиации пока неэффективны, а другие методы синтеза, например, из отработанного растительного масла, сильно ограничены доступным сырьем. «Мы ожидаем, что в течение десятилетия использование углекислого газа позволит достичь паритета затрат, превратив парниковый газ из глобальной проблемы в постоянный источник топлива для реактивных двигателей», — резюмируют авторы проекта.