_ Inginerii sporesc eficiența pentru transformarea gazelor cu efect de seră în etilenă

Inginerii de la Universitatea din Cincinnati au creat o modalitate mai eficientă de a transforma dioxidul de carbon în produse valoroase, abordând simultan schimbările climatice.

În laboratorul său de inginerie chimică din Colegiul de Inginerie și Științe Aplicate din UC, profesorul asociat Jingjie Wu și echipa sa au descoperit că un catalizator modificat de cupru îmbunătățește conversia electrochimică a dioxidului de carbon în etilenă, ingredientul cheie din plastic și o multitudine de alte utilizări.

Etilena a fost numită „cea mai importantă substanță chimică din lume”. Este cu siguranță printre cele mai des produse chimice, utilizate în orice, de la textile la antigel până la vinil. Industria chimică a generat 225 de milioane de tone metrice de etilenă în 2022.

Wu a spus că procesul este promițător pentru o zi pentru a produce etilenă prin energie verde în loc de combustibili fosili. Are avantajul suplimentar de a elimina carbonul din atmosferă.

"Etilena este o platformă chimică esențială la nivel global, dar procesul convențional de cracare cu abur pentru producerea sa emite dioxid de carbon substanțial", a spus Wu. „Folosind dioxidul de carbon ca materie primă, mai degrabă decât depinzând de combustibilii fosili, putem recicla eficient dioxidul de carbon.”

Studiul a fost publicat în Nature Chemical Engineering.

Studenții lui Wu, inclusiv autorul principal și absolventul UC Zhengyuan Li, a colaborat cu Universitatea Rice, Laboratorul Național Oak Ridge, Laboratorul Național Brookhaven, Universitatea Stony Brook și Universitatea de Stat Arizona.

Conversia electrocatalitică a dioxidului de carbon produce două produse primare de carbon, etilena și etanol. Cercetătorii au descoperit că utilizarea unui catalizator de cupru modificat a produs mai multă etilenă.

„Cercetarea noastră oferă perspective esențiale asupra divergenței dintre etilenă și etanol în timpul reducerii electrochimice a CO2 și propune o abordare viabilă pentru direcționarea selectivității către etilenă”, autorul principal. Li a spus.

„Acest lucru duce la o creștere impresionantă cu 50% a selectivității etilenei”, a spus Wu. „În mod ideal, scopul este de a produce un singur produs, mai degrabă decât mai multe.”

Li a spus că următorul pas este rafinarea procesului pentru a-l face mai viabil din punct de vedere comercial. Sistemul de conversie își pierde eficiența pe măsură ce produse secundare ale reacției, cum ar fi hidroxidul de potasiu, încep să se formeze pe catalizatorul de cupru.

„Stabilitatea electrodului trebuie îmbunătățită pentru implementarea comercială. Următorul nostru obiectiv este de a îmbunătăți stabilitatea și de a extinde funcționarea acestuia. de la 1.000 la 100.000 de ore”, a spus Li.

Wu a spus că aceste noi tehnologii vor contribui la ecologizarea industriei chimice și la eficiența energetică.

„Obiectivul general este decarbonizarea producției chimice. prin utilizarea energiei electrice regenerabile și a materiei prime durabile”, a spus Wu. „Electrificarea conversiei dioxidului de carbon în etilenă marchează un pas semnificativ în decarbonizarea sectorului chimic.”

(Fluierul)