Jak překonat petrochemii?
20. 12. 2019
Z ekonomického a environmentálního hlediska je energetický efektivní přeměna oxidu uhelnatého v etylen klíčem k využití nepetrochemických surovin. Dnes je etylen typicky vyráběn krakováním nafty. Během tohoto procesu jsou uhlovodíky s dlouhými řetězci štěpeny na kratší při teplotě 800-900 stupňů Celsia.
Alternativně lze vyrábět etylen z dřevoplynu - směsi oxidu uhelnatého a vodíku získané zplynováním uhlí - ačkoliv jej lze získat i z bioplynu, dřeva a odpadů. Lze využít klasický Fischer-Tropschův proces k přeměně plynu ve směs uhlovodíků, včetně etylenu.
Nevýhodou zmíněné metody jsou energeticky náročné podmínky při teplotách 200-250 stupňů, tlak 5-50 barů a spotřeba cenného vodíku. Navíc podíl žádaných uhlovodíků (etylenu a etanu) takto dosáhne maximálně 30 %.
Nelze předejít vzniku delších molekulárních řetězců, proces separace etylenu je složitý a vzniká i 30-50 % oxidu uhelnatého či uhličitého, což znamená nežádoucí emise a plýtvání uhlíkem.
Vědci z univerzity Sia-men a Dalianského institutu fyzikální chemie Čínské akademie věd vynalezli nový přístup k přímé elektrokatalýze vysoce selektivní produkce etylenu. Při této metodě je oxid uhelnatý redukován vodou za pokojové teploty a standardního tlaku s použitím měděného katalyzátoru a elektřiny.
Optimalizací elektrody pro difúzi plynu výzkumníci dosáhli nevídané účinnosti reakce, 52,7 % - a překročili limit 30 % pro selektivitu uhlíku. Nevznikly žádné emise oxidu uhličitého.
Podrobnosti v angličtině: ZDE
Diskuse