Пробив в за химическата индустрия: Изследователи създават етилен, използвайки CO2

Инженери от университета в Синсинати създадоха по-ефективен начин за превръщане на въглеродния диоксид в ценни продукти, като същевременно се справят с изменението на климата. Изследователската статия е публикувана в списанието Nature Chemical Engineering, информира OilPrice.com.

 В своята лаборатория по химическо инженерство в колежа по инженерство и приложни науки на университета в Синсинати, доцент Джинджи Ву (Jingjie Wu) и неговият екип установиха, че модифициран меден катализатор подобрява електрохимичното превръщане на въглеродния диоксид в етилен, ключовата съставка в пластмасата и безброй други приложения.

Етиленът е наричан „най-важният химикал в света“. Със сигурност е сред най-често произвежданите химикали, използвани във всичко - от текстил до антифриз или винил. Химическата промишленост е генерирала 225 милиона метрични тона етилен през 2022 г.

Ву обясни, че процесът е обещаващ, защото един ден производството на етилен ще се случва чрез зелена енергия вместо изкопаеми горива. Той има допълнителната полза от премахването на въглерода от атмосферата. Ву каза: „Етиленът е ключов платформен химикал в световен мащаб, но конвенционалният процес на парен крекинг за неговото производство отделя значителни въглероден диоксид. Като използваме въглероден диоксид като изходна суровина, вместо да зависим от изкопаеми горива, можем ефективно да рециклираме въглеродния диоксид.

Студентите на Wu, включително водещият автор и завършил университета в Синсинати Джанюан Ли (Zhengyuan Li), си сътрудничат с университета Райс, Националната лаборатория Оук Ридж, Националната лаборатория Брукхейвън, Университета Стони Брук и Държавния университет на Аризона.

Електрокаталитичното превръщане на въглеродния диоксид произвежда два основни въглеродни продукта, етилен и етанол. Изследователите открили, че използването на модифициран меден катализатор произвежда повече етилен. „Нашето изследване предлага съществена представа за разликата между етилена и етанола по време на електрохимичната редукция на CO2 и предлага жизнеспособен подход за насочване на селективността към етилена“, отбеляза водещият автор Ли.

„Това води до впечатляващите 50% увеличение на селективността на етилена“, добави Ву. „В идеалния случай целта е да се произведе един продукт, а не множество.“

Ли каза, че следващата стъпка е прецизиране на процеса, за да стане по-рентабилен от търговска гледна точка.

Системата за преобразуване губи ефективност, тъй като страничните продукти от реакцията като калиев хидроксид започват да се наслагват върху медния катализатор. „Стабилността на електрода трябва да бъде подобрена за търговско внедряване. Следващият ни фокус е да подобрим стабилността и да удължим работата му от 1000 на 100 000 часа“, каза Ли.

Ву обясни, че тези нови технологии ще помогнат да се направи химическата промишленост по-екологична и по-енергийно ефективна. „Основната цел е да се декарбонизира химическото производство чрез използване на възобновяема електроенергия и устойчиви суровини“, каза Ву. „Електрифицирането при преобразуването на въглеродния диоксид в етилен бележи значителна крачка в декарбонизирането на химическия сектор.“

Проучването е спонсорирано от Министерство на енергетиката на САЩ и службата за и възобновяема енергия, където нейната Служба за промишлена ефективност и декарбонизация ръководи усилията за намаляване на изкопаемите горива и въглеродните емисии в индустрията, на местата, където това е възможно.

Досега изследванията зависят от възможността възобновяема електрическа енергия да бъде на ниска цена. Складирането и доставките на CO2 до машината също трябва да бъдат на ниска цена, за да може това да се превърне в търговски продукт и в евтин начин за производство на етилен.