يتيح الحفاز الجديد الذي طورته جامعة الرور في بوخوم ، ألمانيا ، الإنتاج المستدام للمواد البلاستيكية كما أنه يولد الهيدروجين كمصدر محتمل للطاقة النظيفة.
دولسي موراليس ، ستيفن سيشي ، ستيفان باروي ، دينيس هيلتروب ، مارتن موهلر وولفغانغ شوهمان.
مصدر الصورة: جامعة الرور ، بوخوم ، ألمانيا (RUB)
طور كيميائي في جامعة الرور في بوخوم بألمانيا محفزًا جديدًا منخفض التكلفة لإنتاج المواد البلاستيكية ، حيث يحول المنتجات الحيوية إلى مواد أولية للبلاستيك الاصطناعي ، والذي سيكون PET الأكثر استخدامًا. بديل مستدام لإيثيرين تيريفثاليت ؛ وفي الوقت نفسه ، يمكن أيضًا إنتاج الهيدروجين الطاقة النظيفة أثناء التفاعل.
أجريت الدراسة بواسطة فريق من الدكتور ستيفان باروي والدكتور فولفجانج شوهمان من مركز بوخوم للعلوم الكهروكيميائية تحت قيادة الدكتور مارتن موهلر بالتعاون مع مختبر روبل ، وتم نشر الباحثين في Angewandte Chemie في 9 يوليو 2018. الدراسة.
وقال فولفجانج شوهمان: "إذا لم نعد نستخدم النفط الخام كمواد خام ، لكننا نستخدم الكتلة الحيوية التي لا يمكن استخدامها كغذاء ، فقد خطونا خطوة كبيرة نحو الصناعة الكيميائية المستدامة".
بديل ل PET
في هذه الدراسة ، قام باحثو بوخوم بتطوير محفز نيكل-بورايد لأنه لا يحتوي على أي معادن ثمينة ويكون أسهل في الحصول عليه وأقل تكلفة من العديد من المحفزات الأخرى ، ويمكن استخدامه في biFinite HMF ( تحويل 5-hydroxymethylfurfural إلى FDCA (2.5-furandicarboxylic acid). FDCA له موقع محوري في الصناعة لأنه يمكن معالجته في البوليستر ، وبالتالي إنتاج بديل لـ PET - PEF ( 2، 5-furandicarboxylate) ، وكلها تعتمد على المواد الخام المتجددة ، أي النباتات. "يشرح ستيفان باروي.
جيل الهيدروجين يقلل من استهلاك الطاقة
في الاختبارات التي أجراها فريق بوخوم ، خلال نصف ساعة فقط ، يستطيع المحفز تحويل 98.5٪ من المادة الخام HMF إلى FDCA ، ولا توجد منتجات ثانوية أخرى. وقال ستيفان باروي: "لقد صممنا أيضًا المحفز لضمان الكفاءة التحفيزية أثناء توليد الهيدروجين بنجاح. هذا هو ابتكار آخر في هذا البحث. لذلك ، يمكن للباحثين أيضًا استخدام هذه المادة الخام لتوليد الهيدروجين كمصدر محتمل للطاقة. يتم الحصول على الهيدروجين بشكل عام من الماء بواسطة التحليل الكهربائي ، وينتج التحليل الكهربائي للماء الأكسجين ، وعندما يقوم الباحثون بجمع الهيدروجين أثناء إنتاج FDCA ، يتم التخلص من خطوة تفاعل الأكسجين المستهلكة للطاقة بشكل متعمد.
آلية التفاعل
كما استخدم الفريق أساليب الكهروكيميائية والتحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء لزيادة توضيح التفاعل ، وهذه هي المرة الأولى التي يتمكن فيها الكيميائيون من تتبع الوقت الحقيقي الذي يحول فيه المنتج الوسيط HMF إلى FDCA.