Sinergijski učinek disperzije žlahtnih kovin in interakcij med kovino in nosilcem v anionsko izmenjevalnih plastovitih kovinskih hidroksidih za učinkovito katalitsko hidrogeniranje CO2

Namen tega projekta je raziskati uporabo katalizatorjev na osnovi plemenitih kovin za katalitsko hidrogeniranje CO2 s ciljem proizvodnje tekočih goriv, zlasti metanola. Molekulo CO2 je težko aktivirati zaradi njene termodinamične stabilnosti in kinetične inertnosti, zaradi česar je reakcija hidrogenacije kinetično omejena. Čeprav se običajni Cu/ZnO katalizatski sistemi pogosto uporabljajo, imajo omejitve v smislu nizkotemperaturne aktivnosti, tvorbe stranskih produktov in oksidacije aktivne faz med potekom reakcije. Katalizatorji na osnovi plemenitih kovin lahko premagajo energijsko oviro aktivacije CO2 pri nizkih temperaturah in nižjih tlakih, vendar imajo običajno nizko aktivnost, težave s sintranjem ter visoko ceno. Projekt se bo osredotočil na izboljšanje disperzije plemenitih kovin in interakcij z nosilcem iz kovinskega oksida, z namenom povečanja aktivnost, selektivnost in stabilnost. Hidrotalcitna faza bo uporabljena kot prekurzor za tvorbo katalizatorja z naslednjimi projektnimi cilji: koprecipitacija kationov za prilagoditev elementarne sestave hidrotalcitne faze, anionska izmenjava karboksilatov s kompleksi žlahtne kovine in liganda, termična obdelava prekurzorja hidrotalcita za tvorbo nosilcev na osnovi mešanh kovinski oksid, redukcija kompleksa plemenite kovine ter sprotno vrednotenje aktivnosti in stabilnosti katalizatorja. Pripravljeni katalizatorji bodo preučevani v običajnem visokotlačnem reaktorju s fiksno kolono pri različnih pogojih, to je temperatura (140 do 300 °C) in tlak (1 do 50 barov). Najbolj zmogljiv katalizator bo podvržen dolgoročnemu testiranju stabilnosti ter preiskavi migracije in aglomeracije plemenitih kovin. Reakcijske poti bodo raziskane z in situ in operando testiranjem katalizatorjev z različnimi nosilci iz kovinskih oksidov. Rezultati tega projekta bodo prispevali k razvoju učinkovitih in stabilnih katalizatorjev na osnovi plemenitih kovin za hidrogeniranje CO2 v metanol, ki ponujajo obetavno alternativo običajnim katalizatorjem Cu/ZnO za proizvodnjo tekočih goriv iz CO2.