
Химики из Национальной лаборатории Оак Ридж разработали катализатор, способный превращать растворенный в воде углекислый газ в этанол под действием электрического тока. Катализатор состоит из углеродного наноматериала — «углеродных наношипов», на котором располагаются медные наночастицы. Ученые отмечают высокую селективность катализатора — 84 процента: из широкого спектра органических веществ он восстанавливает димеры углекислого газа в первую очередь в этанол. Хотя разработку еще нельзя применять в промышленности, она открывает новые пути к синтезу биотоплива. Исследование опубликовано в журнале ChemistrySelect.Электрохимические реакции — класс реакций, протекающих под действием электрического тока. К ним относятся, например, электролиз водных растворов, меднение или никелирование различных изделий под действием тока. В случае органических веществ электрохимические реакции могут приводить к более сложным превращениям, нежели восстановление металла из его соли. Так, при электролизе солей уксусной кислоты (CH3COO-) на аноде происходит выделение этана (С2H6) в результате сложного многостадийного превращения — электросинтеза Кольбе. Одна из задач, решаемых сегодня химиками, — вовлечение в подобные реакции углекислого газа. Это позволит получать топливо из продуктов горения и, возможно, снизить потребность в ископаемом топливе (нефти и угле). Существуют катализаторы, которые способны с высоким выходом (из расчета грамм вещества на кулон прошедшего заряда) преобразовывать CO2 в метан. Однако эффективность синтеза органических веществ, более сложных, чем метан, все еще невелика. Вместе с тем, сложные органические вещества представляют большой интерес с точки зрения химической промышленности.Ранее химики выяснили, что при восстановлении углекислого газа на медных электродах происходит образование сразу ряда соединений — муравьиной кислоты, этилена, метана, угарного газа, этана и этанола. Но добиться высокого выхода индивидуального вещества удавалось лишь в сходной реакции восстановления угарного газа (CO). В новой работе ученые, по их собственному признанию, случайно открыли способ эффективного превращения углекислого газа в этанол.
