Новата технология за сладко прави киселия вкус по-практичен. googletag.cmd.push(function(){googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′);});
Инженери от университета Райс директно преобразуват въглеродния оксид в оцетна киселина (широко използван химикал, който придава на оцета силен вкус) чрез непрекъснат каталитичен реактор, който може ефективно да използва възобновяема електроенергия за производство на високо пречистени продукти.
Електрохимичният процес в лабораторията на химически и биомолекулярни инженери в Инженерното училище „Браун“ към Университета Райс реши проблема с предишни опити за редуциране на въглероден оксид (CO) до оцетна киселина. Тези процеси изискват допълнителни стъпки за пречистване на продукта.
Екологично чистият реактор използва нанометрова кубична мед като основен катализатор и уникален твърд електролит.
В рамките на 150 часа непрекъсната лабораторна работа, съдържанието на оцетна киселина във водния разтвор, произведен от това оборудване, е достигнало до 2%. Чистотата на киселинния компонент е до 98%, което е много по-добро от киселинния компонент, произведен при ранни опити за каталитично преобразуване на въглеродния оксид в течно гориво.
Оцетната киселина се използва като консервант в медицински приложения, заедно с оцет и други храни. Използва се като разтворител за мастила, бои и покрития; при производството на винилацетат, винилацетатът е предшественик на обикновеното бяло лепило.
Процесът на Райс се основава на реактор в лабораторията на Уанг и произвежда мравчена киселина от въглероден диоксид (CO2). Това изследване положи важна основа за Уанг (наскоро назначен за стипендиант на Packard), който получи грант от 2 милиона долара от Националната научна фондация (NSF), за да продължи да проучва начини за преобразуване на парникови газове в течни горива.
Уанг каза: „Ние обновяваме нашите продукти от едновъглеродно химично вещество мравчена киселина до двувъглеродно химично вещество, което е по-предизвикателно.“ „Хората традиционно произвеждат оцетна киселина в течни електролити, но те все още имат лоши резултати и продуктите са проблем с разделянето на електролитите.“
Сенфтъл добави: „Разбира се, оцетната киселина обикновено не се синтезира от CO или CO2.“ „В това е смисълът: ние абсорбираме отпадъчния газ, който искаме да намалим, и го превръщаме в полезни продукти.“
Беше извършено внимателно свързване между медния катализатор и твърдия електролит, а твърдият електролит беше прехвърлен от реактора с мравчена киселина. Уанг каза: „Понякога медта произвежда химикали по два различни пътя.“ „Тя може да редуцира въглеродния оксид до оцетна киселина и алкохол. Проектирахме куб с лице, което може да контролира свързването въглерод-въглерод, а краищата на въглерод-въглеродното свързване водят до оцетна киселина, а не до други продукти.“
Изчислителният модел на Сенфтъл и екипа му помогна за усъвършенстване на формата на куба. Той каза: „Ние сме в състояние да покажем вида на ръбовете на куба, които са основно по-гофрирани повърхности. Те помагат за разрушаването на определени CO ключове, така че продуктът да може да бъде манипулиран по един или друг начин.“ Повече ръбни места помагат за разрушаване на правилната връзка в точния момент.
Зенфтлер каза, че проектът е добра демонстрация на това как теорията и експериментът трябва да бъдат свързани. Той каза: „От интегрирането на компонентите в реактора до механизма на атомно ниво, това е добър пример за много нива на инженерство.“ „Той се вписва в темата за молекулярната нанотехнология и показва как можем да я разширим до устройства от реалния свят.“
Уанг каза, че следващата стъпка в разработването на мащабируема система е подобряване на стабилността на системата и допълнително намаляване на енергията, необходима за процеса.
Докторантите от университета Райс Джу Пенг, Лиу Чунян и Ся Чуан, Дж. Еванс Атуел-Уелч, постдокторант, са главният отговорник за статията.
Можете да бъдете сигурни, че нашият редакционен екип ще следи отблизо всяка изпратена обратна връзка и ще предприеме съответните действия. Вашето мнение е много важно за нас.
Вашият имейл адрес се използва само за да уведоми получателя кой е изпратил имейла. Нито вашият адрес, нито адресът на получателя ще бъдат използвани за каквато и да е друга цел. Въведената от вас информация ще се появи във вашия имейл, но Phys.org няма да я съхранява под никаква форма.
Изпращайте седмични и/или ежедневни актуализации във вашата пощенска кутия. Можете да се отпишете по всяко време и ние никога няма да споделяме вашите данни с трети страни.
Този уебсайт използва „бисквитки“, за да подпомогне навигацията, да анализира използването на нашите услуги и да предоставя съдържание от трети страни. С използването на нашия уебсайт вие потвърждавате, че сте прочели и разбрали нашата политика за поверителност и условия за ползване.