На первом этапе исследования ученые из Сколтеха синтезировали сверхтвердый борид вольфрама с помощью спекания вольфрама и брома в соотношении один к семи при температуре в 1500 градусов Цельсия и давлении в 7 гигапаскалей, которое превышает атмосферное в 69 тысяч раз. Затем при участии ученых из Томского политеха был разработан безвакуумный метод синтеза борида вольфрама, который резко упростил его получение, в том числе для проведения каталитических реакций.
В свою очередь, ученые из Института катализа СО РАН использовали синтезированный материал в качестве сокатализатора двух реакций – по превращению углекислого газа в метан и получению водорода из водного раствора этанола. Роль другого сокатализатора играл диоксид титана, который широко используется в производстве лакокрасочных материалов, пластмасс и ламинированной бумаги. Результаты показали, что катализатор на основе борида вольфрама и диоксида титана повышает эффективность первой реакции в 4 раза, а второй – в 23.
«Данные моделирования показали, что высший борид вольфрама должен работать в качестве активного материала катализатора для процесса получения водорода из этанола, а результаты экспериментов подтвердили наши предсказания. Ввиду того, что наш материал не рассматривался ранее как потенциальный катализатор, сейчас встаёт вопрос о скрининге химических процессов, где он мог бы проявить себя как более эффективный катализатор по сравнению с традиционными материалами», – цитирует Сколтех Александра Квашнина, Профессора центра по энергопереходу.