реакция Боша
Реакция Боша — это каталитическая химическая реакция между диоксидом углерода (CO 2 ) и водородом (H 2 ), в результате которой образуется элементарный углерод (C, графит ), вода и 10% возврат вложенного тепла . CO 2 обычно восстанавливается с помощью H 2 до углерода в присутствии катализатора ( например, железа (Fe)) и требует уровня температуры 530–730 °C (986–1346 °F). [1] [2]
Общая реакция следующая:
Вышеупомянутая реакция на самом деле является результатом двух реакций. Первая реакция, обратная реакция конверсии водяного газа , является быстрой:
- СО 2 + Н 2 → СО + Н 2 О
Вторая реакция является стадией определения скорости :
- СО + Н 2 → С + Н 2 О
Общая реакция дает 2,3×10 3 джоули на каждый грамм углекислого газа, прореагировавшего при 650°С. Температуры реакции находятся в диапазоне от 450 до 600°С.
Реакцию можно ускорить в присутствии железного , кобальтового или никелевого катализатора . Рутений также ускоряет реакцию.
Приложения
[ редактировать ]Вместе с реакцией Сабатье реакция Боша изучается как способ удаления углекислого газа и получения чистой воды на борту космической станции . [3]
Реакция также используется для производства графита для радиоуглеродного датирования с помощью масс-спектрометрии на ускорителе .
Реакция Боша исследуется на предмет ее использования для поддержания жизнеобеспечения космической станции. Хотя реакция Боша представляет собой полностью закрытый цикл водорода и кислорода , в результате которого в качестве отходов образуется только атомарный углерод, трудности с поддержанием более высокой требуемой температуры и правильным обращением с отложениями углерода означают, что потребуются значительно дополнительные исследования, прежде чем реактор Боша станет реальностью. Одна из проблем заключается в том, что производство элементарного углерода имеет тенденцию загрязнять поверхность катализатора, что отрицательно сказывается на эффективности реакции.
Примечания
[ редактировать ]- ^ Мессершмид, Эрнст и Рейнхольд Бертран. Космические станции. Спрингер. 1999.
- ^ Поросов, Марк Д.; Ян, Биньхан; Чен, Цзингуан Г. (2016). «Каталитическое восстановление CO 2 H 2 для синтеза CO, метанола и углеводородов: проблемы и возможности» . Энергетика и экология . 9 (1): 62–73. дои : 10.1039/C5EE02657A . ISSN 1754-5692 . ОСТИ 1335402 .
- ↑ Методы производства воды. Архивировано 29 мая 2005 г., в Wayback Machine.