Fra et biprodukt fra biodieselindustrien til bæredygtig produktion af et værdifuldt kemikalie

Selvom regeringer, akademi og organisationer over hele verden har i mange år lagt vægt på krisen vedrørende brugen af ​​fossile brændstoffer, efterspørgslen har konstant været stigende. Nu, at udbuddet for alvor svinder, og forskere har fokuseret på at finde alternative brændstoffer, der er renere og har potentiale for bæredygtig produktion.

Brint (H ₂ ) er en meget attraktiv kandidat som erstatning for fossile brændstoffer, fordi det kan produceres af vand (H2O) gennem hydrolyse, opsplitning af vandmolekyler. En anden bæredygtig rute er syntesen af ​​biodiesler, som fremstilles ved hjælp af vegetabilske olier gennem en transformationsproces kendt som transesterificering. Imidlertid, biodiesel syntese producerer store mængder glycerol (C ₃ H ₈ O ₃ ); det anslås end biodieselindustrien alene i Europa producerer et overskud på 1,4 millioner tons glycerol, som ikke kan sælges til andre industrier. Hvis glycerol kunne bruges som råvare til fremstilling af mere værdifulde kemikalier, dette ville gøre biodieselindustrien mere rentabel, og dermed tilskynde regeringer og virksomheder til at skifte væk fra fossile brændstoffer.

Forskere fra Tokyo Tech og Taiwan Tech fandt for nylig en effektiv måde at bruge dette overskydende glycerol til god brug. Mens forskere har undersøgt den elektrokemiske omdannelse af glycerol til andre mere værdifulde organiske forbindelser, såsom dihydroxyaceton (DHA) i årevis, eksisterende fremgangsmåder kræver brug af ædle metaller, nemlig platin, guld og sølv. Fordi brugen af ​​disse metaller repræsenterer 95 procent af de samlede omkostninger ved glycerol til DHA -konvertering, forskergruppen fokuserede på at finde et alternativ til en overkommelig pris.

I deres undersøgelse, de fandt ud af, at kobberoxid (CuO), et billigt og rigeligt materiale, kunne anvendes som katalysator til selektiv omdannelse af glycerol til DHA selv ved milde reaktionsbetingelser. For at dette kan ske, pH (koncentration af frie hydrogenioner) i opløsningen af ​​den elektrokemiske celle skal have en bestemt værdi. Gennem mikroskopi teknikker, forskerne analyserede den krystallinske struktur og sammensætning af CuO -katalysatoren og skræddersyede dem til at gøre den stabil, mens de også omhyggeligt inspicerede de mulige omdannelsesveje for glycerol i deres system i henhold til opløsningens pH. Dette gav dem mulighed for at finde passende reaktionsbetingelser, der favoriserede produktionen af ​​DHA. ”Vi har ikke kun opdaget en ny, Jord-rigelig katalysator til høj selektivitet DHA-konvertering, men også demonstrere muligheden for at give nye, værdifuldt liv for et affaldsprodukt fra biodieselindustrien, "sagde prof. Tomohiro Hayashi, hovedforsker fra Tokyo Tech.

Derudover det elektrokemiske system, der foreslås i denne undersøgelse, producerede ikke kun DHA fra glycerol i den ene ende, men også H2 på den anden gennem vandspaltning. Det betyder, at denne tilgang kunne bruges til at løse to aktuelle problemer samtidigt. "Både biodiesel og brintproduktionsindustrien kunne drage fordel af vores system, fører til en mere bæredygtig verden, "forklarede professor Hayashi. Et diagram over bæredygtige energikredsløb, der omfatter både biodiesel- og brintindustrien, er vist i figur 1. Afslutningsvis kan det er afgørende, at vi bliver ved med at forsøge at løse problemet med bæredygtighed i vores brug af brændstoffer, og undersøgelser som denne tager os et skridt tættere på en grønnere fremtid.