Реферат: В последние десятилетия активно развивается водородная энергетика, целью которой является решение экологических проблем, связанных с сжиганием ископаемых топлив и выбросом углекислого газа в атмосферу. По мнению экспертов, увеличение концентрации CO2 привело к ускорению темпов глобального потепления, поэтому его утилизация является актуальной задачей. В качестве одного из методов снижения концентрации CO2 в атмосфере выступает реакция гидрирования CO2 до метана, известная как метанирование. Этот процесс также можно рассматривать как процесс аккумулирования водорода в химически связанном состоянии [1]. Он осуществляется наиболее эффективно на металлах платиновой группы, однако переходные металлы, такие как никель, демонстрируют приемлемую каталитическую активность [2]. При этом в ходе реакции активный компонент насыщается водородом, но его влияние на скорость протекания каталитических процессов до сих пор является неизученным. Целью данной работы являлось установление взаимосвязи между каталитической активностью различных переходных металлов (Co, Ni, Cu, Rh, Pd, Pt) в реакции метанирования CO2 и насыщением их поверхности водородом. В ходе данного исследования методом пропитки был синтезирован ряд катализаторов, нанесённых на γ-Al2O3, и испытан в реакции метанирования CO2 для сравнения их каталитической активности. С использованием методов DFT, реализованных в ПО VASP, было установлено влияние сорбированного водорода на распределение электронной плотности, а также на адсорбцию и активацию участников реакции. Помимо этого, была рассчитана энергия связи M-H в зависимости от степени насыщенности поверхности, в том числе с учётом влияния подповерхностного слоя водорода в тетраэдрических полостях. Таким образом, был установлен вклад насыщения поверхности металлов водородом в их каталитическую активность метанирования CO2. Автор выражает благодарность Министерству науки и высшего образования РФ за финансовую поддержку исследований (проект FWUR-2024-0034). 1. Sterner M., Specht M. Power-to-Gas and Power-to-X—The History and Results of Developing a New Storage Concept: 20 // Energies. Multidisciplinary Digital Publishing Institute, 2021. Т. 14, № 20. С. 6594. 2. Fan W.K., Tahir M. Recent trends in developments of active metals and heterogenous materials for catalytic CO2 hydrogenation to renewable methane: A review // J. Environ. Chem. Eng. 2021. Т. 9, № 4. С. 105460.

Библиографическая ссылка: Дмитрук К.А. , Подоляко И.А. , Комова О.В. , Муха С.А. , Нецкина О.В.
Влияние насыщения поверхности металлов водородом на каталитическое гидрирование CO2
В сборнике Взаимодействие изотопов водорода с конструкционными материалами. IHISM'25. Сборник тезисов 18-й Международной школы Национального центра физики и математики для молодых ученых и специалистов им. А.А. Курдюмова. – ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ»., 2025. – C.55.

Даты:

Принята к публикации:

26 июн. 2025 г.

Идентификаторы БД: Нет идентификаторов

Цитирование в БД: Пока нет цитирований