Как биоотпадъците стават гориво

В публикация в едно от най-авторитетните научни списания - Nature Materials, учени от Университета в Каен - Франция, и от Софийския университет публикуваха завчера резултатите от съвместния си проект за синтез и изчерпателно характеризиране на зеолити без структурни дефекти чрез въвеждане на волфрам при получаването на материала. Зеолитите са кристални микропорести материали, които се използват широко в петролната и химическата индустрия като катализатори, за разделяне на газови смеси, обмен на метални йони и пр.
Един от основните проблеми при разширяването на тяхното приложение е свързан с наличието на дефекти в кристалната им структура. Основно предимство на зеолитни материали, описани в новото изследване, е липсата на дефекти, благодарение на което те показват уникални свойства - те са хидрофобни, притежават умерено силни каталитични центрове и са значително по-стабилни от стандартните зеолити. Допълнително тяхно преимущество е размерът на зеолитните кристали - около 100 нанометра, което позволява значително по-ефективно използване на зеолитната повърхност при каталитичните процеси и намаляване на страничните продукти като кокса, който понижава ефективността на катализатора. Уникалните свойства на новите зеолитни материали ги правят потенциални кандидати за ефективни катализатори както в класически индустриални процеси, така и в нови технологии като конверсия на природен газ до индустриални химикали и конверсия на отпадъчна биомаса до горива. Така процеси, които досега са разработвани в лабораторни условия, могат да бъдат приложени в индустрията. Такива материали се разширяват бързо и те вече се използват в медицината и фармацията, в екологичните технологии, в областта на електрониката и др.
Изследването е пример за успешно сътрудничество между български учени, работещи в чужбина и в България. Приносът на колектива от Софийския университет - проф. Георги Вайсилов и доц. Християн Александров, е в изясняването чрез квантовохимични методи на разположението, стабилността и електронните свойства на волфрамовите центрове в зеолитната решетка, както и свързване на наблюдаваните експериментално характеристики със структурата на зеолита на молекулно ниво.
Методът за синтез е разработен в Лабораторията по катализ и спектрохимия към френския Съвет за научни изследвания (CNRS) и университета в Каен под ръководството на проф. Светлана Минтова и с участие на проф. Валентин Вълчев, които са завършили висше образование и докторантура в България, започнали са научната си кариера в БАН, а в последните 20 години работят в чужбина. В същата лаборатория са направени и експерименталните изследвания на новите материали с участие на френски учени.
В първата десетдневка на юли в София се проведе 7-та конференция на Федерацията на европейските зеолитни асоциации (FEZA). Тя бе организирана също от проф. Вайсилов, проф. Вълчев и проф. Минтова. От 2016 г. проф. Вълчев е президент на Международната зеолитна асоциация. Федерацията е създадена на 12 юли 1995 г. в гр. Сомбатели (Унгария) и включва представители на националните асоциации на зеолитите от Обединеното кралство, Франция, Германия, Италия, Унгария, Холандия, Испания и България. На конференциите на ФЕЗА се представят най-новите резултати от научните изследвания и идеи за зеолитите и свързаните с тях порьозни материали. Във форума в София участваха 350 учени от 43 страни от пет континента, около 90 млади изследователи, както и представители на водещи световни компании - Тотал, ЕксонМобил, Шеврон, Шел, Хъниуел, Клариант, Зеолист, САБИК, Джонсън Матю и др. Златен спонсор на конференцията бе китайската компания Син енерджи технолъджи, чието основно производство е основано на иновации в областта на зеолитите.