Я СКАЖУ

www.yaskagu.ru

Устройство имитирует фотосинтез для изготовления химикатов для пластмасс

Исследователи разработали прототип устройства, которое имитирует естественный фотосинтез для получения этиленового газа, используя только солнечный свет, воду и углекислый газ.

Новый метод, который производит этилен при комнатной температуре и давлении с использованием безвредных химических веществ, может быть расширен, чтобы обеспечить более экологичную и устойчивую альтернативу нынешнему способу производства этилена.

Этилен, который является строительным блоком из полиэтилена, является важным химическим сырьём, производимым в больших количествах для производства пластмасс, резины и волокон. Только в 2015 году во всём мире были произведены более 170 миллионов тонн этилена, и ожидается, что к 2020 году мировой спрос превысит 220 миллионов тонн.

В настоящее время промышленное производство этилена использует паровой крекинг ископаемых видов топлива при температуре от 750 до 950 ° C, который потребляет большое количество энергии и создаёт нагрузку на природные топливные ресурсы. Текущий метод также оставляет значительный углеродный след, выделяя около двух тонн двуокиси углерода на каждую тонну произведенного этилена. Таким образом, растёт спрос на более чистый и более устойчивый способ производства этилена.

Признавая необходимость более экологичного метода, Джейсон Йе Бун Сианг, ведущий научный сотрудник и доцент кафедры химии в Национальном университете Сингапура факультета естественных наук и Исследовательском институте солнечной энергии Сингапура (SERIS) и его команда задействованы в проекте возобновляемых источниках энергии для производства этилена. Команда впервые разработала медный катализатор в 2015 году, который мог бы генерировать этилен из легкодоступной воды и углекислого газа при питании от электричества.

Позже исследователи применили этот медный катализатор в искусственной системе фотосинтеза для превращения двуокиси углерода и воды в этилен, используя только солнечную энергию. Прототипное устройство, предназначенное для осуществления реакции, обеспечило 30-процентную фарадийную эффективность этилена в зависимости от количества электронов, генерируемых солнечной энергией. Общая энергетическая эффективность солнечного этилена также сопоставима с уровнем энергоэффективности естественного фотосинтеза растениями.

«Улавливание углерода является ключевым шагом в борьбе с изменением климата, вызванным людьми. Наблюдается устойчивое увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере, поскольку темпы выбросов углекислого газа превышают темпы улавливания углекислого газа. Это является одной из основных причин глобального потепления, что приводит к нежелательным изменениям окружающей среды», — говорит Йео.

«Наше устройство не только использует полностью возобновляемый источник энергии, но также превращает углекислый газ, создающий парниковый эффект, во что-то полезное. Это может потенциально привести к закрытию углеродного цикла», — говорит Йео.

Команда также внедрила аккумулятор в прототип устройства для достижения стабильного и непрерывного производства этилена, что является ключевым проблемой в системах искусственного фотосинтеза. Аккумулятор накапливает избыточную солнечную энергию, собранную за день, чтобы включить устройство ночью или при низкой освещенности, гарантируя, что операции не прервутся из-за небольшого количества солнечного света в течение дня.

Изобретение знаменует собой веху в реализации масштабируемой системы искусственного фотосинтеза для чистого и устойчивого производства важных органических молекул, таких как этилен.

Продвигаясь вперёд, команда продолжит работу над своим устройством, чтобы увеличить производство этилена, а также использовать аналогичные системы для производства жидких топлив, таких как этанол и пропанол.

Подпишитесь по e-mail:

Подписаться на RSS-ленту   


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Защита от спама: посчитайте и введите число. *

Подписаться на RSS-ленту

Подпишитесь по e-mail:

Архивы