นักเคมีชาวเยอรมันได้พัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาชนิดใหม่ | การผลิตพร้อมกันของพลาสติกและไฮโดรเจน

Ruhr มหาวิทยาลัยโบคุมในเยอรมนีพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาใหม่เพื่อให้เกิดการผลิตอย่างยั่งยืนของพลาสติกและยังสร้างไฮโดรเจนเป็นพลังงานสะอาดที่มีศักยภาพ

Dulce โมราเลส, สเตฟเฟ Cychy สเตฟาน Barwe เดนนิส Hiltrop มาร์ติน Muhler และโวล์ฟกัง Schuhmann

ที่มา: มหาวิทยาลัย Ruhr ในโบคุม, เยอรมนี (RUB)

เยอรมันเคมี Ruhr มหาวิทยาลัยโบคุม (RUB) คือการพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาใหม่สำหรับการผลิตพลาสติกต้นทุนต่ำ. มันสามารถผลิตภัณฑ์ชีวภาพโรงกลั่นเข้าวัตถุดิบที่ใช้ในการสังเคราะห์พลาสติกซึ่งจะเป็น PET (polyethylene ที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย เอทิลีน terephthalate) ทางเลือกที่ยั่งยืนในขณะเดียวกันในระหว่างการเกิดปฏิกิริยายังสามารถผลิตไฮโดรเจนพลังงานสะอาด

การศึกษาโดยทีมงานของดร. สเตฟาน Barwe และดร. โวล์ฟกัง Schuhmann จากโบคุมในความร่วมมือกับศูนย์วิทยาศาสตร์ไฟฟ้า RUB ห้องปฏิบัติการภายใต้การนำของดร. มาร์ติน Muhler ได้. นักวิจัยที่ตีพิมพ์ใน Angewandte Chemie บน 9 กรกฎาคม 2018 การศึกษา

'ถ้าเราทำไม่ได้น้ำมันดิบเป็นวัตถุดิบ แต่ไม่ได้นำไปใช้เป็นพลังงานชีวมวลอาหารเป็นวัตถุดิบเพื่อให้เราเอาขั้นตอนใหญ่ที่มีต่ออุตสาหกรรมเคมีอย่างยั่งยืน.' โวล์ฟกัง Schuhmann กล่าวว่า

ทางเลือก PET

ในการศึกษานี้นักวิจัย Bochum ได้พัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกิลโบราดเนื่องจากไม่มีโลหะมีค่าและง่ายต่อการได้รับและไม่แพงกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาอื่น ๆ อีกมากมายสามารถนำไปใช้กับ biorefinite HMF ( การแปลงของ 5-hydroxymethylfurfural เป็น FDCA (2,5-furandicarboxylic acid) 'FDCA มีฐานะเป็นศูนย์กลางในอุตสาหกรรมเนื่องจากสามารถแปรรูปเป็นเส้นใยโพลีเอสเตอร์ได้จึงเป็นผู้ผลิต PET - PEF ( 2, 5-furandicarboxylate) ซึ่งทั้งหมดนี้ใช้วัตถุดิบจากแหล่งผลิตทดแทน ได้แก่ พืช "Stefan Barwe อธิบาย

การผลิตไฮโดรเจนช่วยลดการใช้พลังงาน

ในการทดสอบที่ดำเนินการโดยทีม Bochum, ในเวลาเพียงครึ่งชั่วโมงตัวเร่งปฏิกิริยาสามารถแปลง 98% ของวัตถุดิบ HMF เป็น FDCA และไม่มีผลิตภัณฑ์อื่น ๆ "เราออกแบบตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อให้เกิดประสิทธิภาพในการเร่งปฏิกิริยาในขณะที่ประสบความสำเร็จในการสร้างไฮโดรเจน" Stefan Barwe กล่าวว่านี่เป็นอีกหนึ่งนวัตกรรมในการวิจัยนี้ดังนั้นนักวิจัยจึงสามารถใช้วัตถุดิบนี้ในการผลิตไฮโดรเจนเป็นแหล่งพลังงานที่มีศักยภาพ ไฮโดรเจนจะได้รับจากน้ำโดยการอิเล็กโทรไลซิสและ electrolysis ในน้ำจะผลิตออกซิเจนเมื่อนักวิจัยรวบรวมไฮโดรเจนขณะทำการผลิต FDCA ขั้นตอนการปลดปล่อยออกซิเจนที่ใช้พลังงานจะถูกตัดออกโดยจงใจ

ปฏิกิริยากลไก

ทีมยังใช้วิธีทางเคมีไฟฟ้าและอินฟราเรดสเปกโตรสโคปเพื่ออธิบายถึงปฏิกิริยานี้อีกครั้งนี่เป็นครั้งแรกที่นักเคมีสามารถติดตามได้ในเวลาจริงซึ่งผลิตภัณฑ์ระดับกลางแปลง HMF เป็น FDCA