Yeni elektrokimyəvi üsul kimyəvi istehsalı daha təmiz və enerjiyə qənaət edə bilər.

İncə film nikel anodlarından istifadə edərək, Lourens Livermor Milli Laboratoriyasının (LLNL) alimləri və əməkdaşlarından ibarət bir qrup kimyəvi istehsalı necə təmizləməyi tapdılar.

Yeni elektrokimyəvi reaksiyanı öyrənərkən nazik filmlərdən istifadə vacibdir, çünki onlar işləmək üçün ardıcıl səth verir və katalizatorun əslində necə işlədiyini başa düşməyi asanlaşdırır.

“Nazik filmlər məsaməli/kobud strukturlardan və ya müxtəlif qalınlıqlardan yaranan fəsadları aradan qaldıraraq, diqqətimizi katalizator materialının həqiqi xüsusiyyətlərinə yönəltməyə imkan verir” dedi, ACS Catalysis jurnalında çıxan məqalənin ilk müəllifi LLNL postdoc Aditya Prajapati .

Bu layihənin müvafiq müəllifi və PI mütəxəssisi Kristofer Hahn, “Bu, bizə kimyəvi reaksiyaları və onları necə təkmilləşdirməyi daha yaxşı başa düşməyə kömək edir, daha səmərəli proseslərə gətirib çıxarır.”

Cari elektrolizatorlar ( elektrik enerjisini yüksək potensial-enerji sıxlığına malik molekullara çevirən ) anodda oksigen təkamülü səbəbindən enerji səmərəliliyi ilə mübarizə aparır. Komanda müəyyən etdi ki, bu oksigen təkamülü reaksiyasını biokütlə oksidləşməsi ilə əvəz etmək enerji istifadəsini 50%-dən çox azalda bilər, bu da həm səmərəliliyi, həm də davamlı biokütlə çevrilməsi ehtiyacını aradan qaldıra bilər.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=135&slotname=8188791252&adk=2329133447&adf=1857921027&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1723058351&rafmt=11&format=540×135&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2024-08-chemical-production-cleaner-boost-electrochemical.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTAuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTI3LjAuNjUzMy45OSIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJOb3QpQTtCcmFuZCIsIjk5LjAuMC4wIl0sWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTI3LjAuNjUzMy45OSJdLFsiQ2hyb21pdW0iLCIxMjcuMC42NTMzLjk5Il1dLDBd&dt=1723057882968&bpp=2&bdt=384&idt=405&shv=r20240801&mjsv=m202408010101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3D8bcf1a0eb299db4a%3AT%3D1722782765%3ART%3D1723058287%3AS%3DALNI_MYcaYdsjTF9D4M7ctgnS3cs0qc0zw&eo_id_str=ID%3Df29dc86762273866%3AT%3D1722782765%3ART%3D1723058287%3AS%3DAA-AfjZCrNPyHdvWDe1YYImBU52o&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=6814791980593&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=900&u_w=1440&u_ah=860&u_aw=1440&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=347&ady=1766&biw=1423&bih=739&scr_x=0&scr_y=0&eid=44759875%2C44759926%2C44759837%2C42532523%2C95334524%2C95334830%2C95337868%2C31085851%2C95339222%2C95336266%2C31078663%2C31078665%2C31078668%2C31078670&oid=2&pvsid=4175490921537784&tmod=538320700&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1440%2C0%2C0%2C0%2C1440%2C739&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=0&td=1&tdf=0&psd=W251bGwsbnVsbCwibGFiZWxfb25seV80IiwxXQ..&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=M

Bu proses biokütlədən əldə edilən 5-Hidroksimetilfurfuralı (HMF) PEF (bioloji əsaslı polimer) kimi davamlı plastiklər üçün qiymətli tikinti bloku olan 2,5-Furandikarboksilik turşuya (FDCA) çevirərək kimyəvi istehsalı təmizləyir. Komanda bu nəticəyə gəlib ki, proses neftdən asılılığı və karbon emissiyalarını azaldır .

“Yüksək temperatur tələb edən və zəhərli tullantılar yaradan ənənəvi üsullardan fərqli olaraq , bizim elektrokimyəvi metodumuz daha təmiz və enerjiyə qənaətcildir”, – bu işin müvafiq müəlliflərindən biri Nitish Qovindaracan bildirib.

Başlanğıc material kimi biokütlədən istifadə etməklə, proses bərpa olunan xammaldan istifadəni dəstəkləyir, dairəvi iqtisadiyyatı təşviq edir və məhdud qalıq yanacaq ehtiyatlarına olan asılılığı azaldır.

HMF-nin FDCA-ya elektrokimyəvi oksidləşməsi ənənəvi üsullarla müqayisədə daha az enerji sərf edir və kimyəvi istehsalda karbon izlərinin azalmasına kömək edir. Bundan əlavə, bərpa olunan elektrik enerjisi ilə birləşdirilərsə, sıfır karbon ayaq izinə sahib olmaq potensialına malikdir.

Digər LLNL müəllifləri arasında Wenyu Sun, Ceremi Feaster və Sneha Akhade, eləcə də Université de Montréal və Bonn Universitetinin tədqiqatçıları var.

Daha çox məlumat: Aditya Prajapati və başqaları, Nazik Film Ni Anodda 5-Hidroksimetilfurfuralın Elektrokimyəvi Oksidləşməsinə Mexanik İnsights, ACS Catalysis (2024). DOI: 10.1021/acscatal.4c01448

Jurnal məlumatı: ACS Catalysis 

Lawrence Livermore Milli Laboratoriyası tərəfindən təmin edilmişdir