Как производить устойчивый этилен из водорода, избегая солнечного света

Свет, вместе с катализатором, служит для устойчивого поддержания химических связей и получения «кирпичей Lego» для построения новых молекул. Интервью с профессором Паоло Форнасиеро, среди авторов нового исследования.

Международная исследовательская группа обнаружила новый для производства устойчивого этилена. Исследование начинается с фотокатального механизма активации водорода, который затем используется в новом производственном процессе этилена, начиная с водорода и диоксида углерода (CO2).

Насколько важен этилен

Этилен является фундаментальной частью производства пластиковых материалов, используемых в различных секторах, от упаковки до одежды, от покрытий и электрических изоляторов до автомобилей до компонентов для медицинского оборудования. По этой причине, он имеет большое значение для отрасли, не случайно, что годовое производство этилена превышает 150 миллионов тонн. В настоящее время это органическое химическое вещество получается из каталитической трансформации углеводородов, и по этой причине он продуцирует, он определяет увеличение выбросов парниковых газов.

Новое открытие: производить устойчивый этилен

Кафедра химических и фармацевтических наук Университета Триеста принял участие в этом международном исследовании. Исследование позволило селективному превращению CO2 в этилн, тем самым открыв путь к его более эффективной и чистой продукции. Этот метод производства является более устойчивым, поскольку он не предусматривает использование ископаемых источников и производных нефти. Результаты исследования были опубликованы в научной науке журнала и, безусловно, принесут пользу процессам вычета.

Среди исследователей есть Паоло Форнасиеро, профессор кафедры химических и фармацевтических наук Университета Триеста, связанный с Институтом химии органических соединений (ICCOM-CNR) во Флоренции и членом Национального консорциума в интернации для науки и техники материалов (Instm). Мы задали ему несколько вопросов:

Профессор, как ваше открытие открывает путь для более эффективного и устойчивого производства?

«Обнаружение указывает на новый способ произведения этилена путем замены тепловой энергии в активации (поломке и образовании) химических связей, и, прежде всего, подтверждает возможность начала от CO2 для получения двух молекул атомов углерода. Традиционные процессы синтеза этилена фактически основаны на термическом расщеплении ископаемых углеводородов с большим количеством атомов углерода с получением смесью мелких молекул, от которых затем разделяется этилен. Вместо этого наш процесс использует свет для построения больших молекул, начиная с малых молекул. Процесс особенно устойчив не только потому, что он начинается с широко и одинаково доступных реагентов, но и для селективности процесса, который не требует стадий разделения, которые всегда являются сложными и дорогими«

Как эксплуатируется свет?

«Свет, в нашем случае, небольшая часть электромагнитного спектра и, в частности, ультрафиолетовые лучи (УФ), поглощается полупроводниковыми материалами с фотокаталитическими свойствами. Мы используем золотые наночастицы, нанесенные на диоксид титана. Последний является членом семьи, присутствующим в большинстве солнечных кремов именно для поглощения ультрафиолетовых лучей и защиты кожи. Как только ультрафиолетовое излучение поглощается, образуется небольшое разделение электрического заряда между золотом и диоксидом титана. В частности, частичный отрицательный заряд образуется на наночастицах золота и частичный положительный заряд на диоксид титана. Этот электрический диполь для границы с золотым/диоксидом титана позволяет облегчить расщепление водород-гидрогена. Как только связь сломана, в молекуле водорода мы можем представить возможность эффективного использования атомов водорода для построения новых молекул, таких как этано, откуда мы затем получаем этилен. Таким образом, свет вместе с катализатором служит для устойчивого поддержания химических связей и получения «кирпичей LEGO» для построения новых молекул«

В какой степени это открытие может использоваться отраслями?

«Прогресс достижения стадионов, маленьких или больших. Переход от фундаментального исследования к применению всегда зависит от финансирования, от возможности объединения, а также от действия в нужное время. Сегодня кажется идеальным для сочетания процесса декарбонизации (удалить CO2 загрязняющих веществ) с использованием водорода, производимого устойчивым образом. Поэтому существует много возможностей, начиная с наше открытие, но нам нужно разработать новые фотокатальные реакторы, думать о каталитических материалах, которые, начиная с наших результатов, могут улучшить затраты и большую доступность.

Прежде всего, наконец -то необходимо начать верить и осознавать, что, в начале 1900 года, поддерживается знаменитый химик Джакомо Ciamiciam, и то, что химические реакции могут и должны способствовать устойчивому способу с использованием солнечного излучения и не нагревать реакторы термической энергией. Задача состоит в том, что промышленная репликация концепции фотосинтеза хлорофилла, где CO2, вода, свет и соответствующий катализатор дают жизнь невероятной и фундаментальной химии на всю жизнь«