富山大學等人的研究小組開發出一種膠囊型FT合成催化劑,可以顯著減少鈷的使用量。
費托合成(FT)是一種催化反應,從合成氣(一氧化碳和氫氣的混合氣體)合成柴油等石油替代燃料和化學品。合成氣可以很容易地從天然氣(包括頁岩氣和甲烷水合物)、生物質、煤炭和可燃廢物中生產。然而,鈷是一種資源有限的重要金屬,並且隨著電動汽車的出現而導致價格上漲,因此需要大幅減少鈷的使用量。
傳統的費托合成催化劑由固定在催化劑載體表面的鈷納米顆粒組成。大的鈷納米粒子合成長分子的輕油和噴氣燃料,小的鈷納米粒子合成短分子的液化石油氣和輕質烯烴。
另一方面,該研究小組開發了一種覆蓋有二氧化矽層的鈷基封裝催化劑,顛覆了“鈷顆粒大小決定產品分子長度”的既定理論。利用這種新型催化劑,小鈷納米粒子合成長分子輕油和噴氣燃料,大鈷納米粒子合成短分子液化石油氣和輕質烯烴。
通過這一發現,可以將傳統負載型 FT 商業催化劑中鈷含量為 30-40%(重量)降低至 5-10% 或更低。該研究小組的目標是將該催化劑商業化,作為費托合成工廠的新型商業催化劑,同時也旨在將其應用於二氧化碳和氫氣合成液體燃料,這是一個類似於費托合成的反應。