Innowacja w produkcji plastiku
Obserwuj nas. Pulsar na Facebooku:
W Sekcji Archeo w Pulsarze prezentujemy archiwalne teksty ze „Świata Nauki” i „Wiedzy i Życia”. Wciąż aktualne, intrygujące i inspirujące.
Etylen jest jednym z najważniejszych surowców w przemyśle chemicznym. Na potrzeby konsumentów i przemysłu potrzeba go 150 mln ton rocznie, z czego większość pochłania produkcja niezliczonych wyrobów z tworzyw sztucznych, od gadżetów elektronicznych po tkaniny. W zakładach petrochemicznych pozyskuje się etylen z gazu ziemnego w procesie zwanym krakingiem, który jest nadzwyczaj energochłonny, co przyczynia się do zmiany klimatu.
Naukowcom udało się ostatnio otrzymać etylen poprzez syntezę dwtlenku węgla, wody i cząsteczek organicznych na powierzchni katalizatora miedzianego w elektrolizerze – urządzeniu, w którym zachodzą reakcje chemiczne pod wpływem prądu elektrycznego. Ta opisana w listopadzie w internetowym wydaniu Nature metoda otwiera drogę do wykorzystania dwutlenku węgla jako surowca do wytwarzania rozmaitych związków chemicznych, w tym potencjalnie paliw, co mogłoby przyczynić się do zmniejszenia uzależnienia od paliw kopalnych i obniżyć poziom przemysłowych emisji węglowych.
Odkrycie to bazuje na pracy opublikowanej w ubiegłym roku (2019) przez Teda Sargenta, inżyniera z University of Toronto, opisującej podobny proces, który jednak wymagał więcej energii elektrycznej i był generalnie mniej wydajny. Sargent przyznaje, że to on sam zainteresował tym tematem badaczy z California Institute of Technology, którzy „mają czarne pasy w dziedzinie projektowania i syntezy cząsteczek związków chemicznych”.
Chemicy z Caltechu Jonas Peters i Theodor Agapie oraz ich współpracownicy przeprowadzili szereg eksperymentów polegających na wprowadzaniu cząsteczek organicznych do katalizatora miedziowego. Okazało się, że pożądane właściwości wykazuje pewna sól organiczna – pirydynian arylu. Tworzy ona na powierzchni miedzi nierozpuszczalną w wodzie warstewkę, która przyciąga cząsteczki dwutlenku węgla, wskutek czego intensywniej reagują one ze sobą, nie spowalniając przebiegu reakcji. Pozwala to otrzymać więcej etylenu, a mniej produktów ubocznych, takich jak metan i wodór.
Niemniej należy jeszcze bardziej zwiększyć wydajność całego procesu, zanim będzie go można przeprowadzać na skalę przemysłową z użyciem dwutlenku węgla wypłukiwanego bądź wychwytywanego w elektrowniach opalanych węglem. Niższe koszty energii już obecnie uzyskiwanej z odnawialnych źródeł takich, jak elektrownie wiatrowe, mogą także ułatwić wdrożenie tej technologii.
„To jest doprawdy znaczący przełom” – mówi Randy Cortwright, doradca naukowy w National Renewable Energy Laboratory w Golden w stanie Kolorado, który nie brał udziału w tych badaniach. Jego zdaniem otrzymany wynik jest „czymś, na co wielu ludzi zwróci uwagę i będzie w stanie efektywnie wykorzystać”.
Dziękujemy, że jesteś z nami. Pulsar dostarcza najciekawsze informacje naukowe i przybliża wyselekcjonowane badania naukowe. Jeśli korzystasz z publikowanych przez Pulsar materiałów, prosimy o powołanie się na nasz portal. Źródło: www.projektpulsar.pl.