Ny katalysator med en dobbelt funktion til brint- og plastproduktion

Kemikere ved Ruhr-Universität Bochum (RUB) har udviklet en ny, billig katalysator til plastproduktion. Det gør et bioraffinaderiprodukt til et udgangsmateriale til syntese af plast, som kunne repræsentere et bæredygtigt alternativ til udbredt PET. På samme tid, den potentielle energikilde hydrogen kan også dannes under reaktionen. Under undersøgelsen teamet omkring Dr. Stefan Barwe og prof. Dr. Wolfgang Schuhmann fra Bochum-baserede Center for Elektrokemiske Videnskaber samarbejdede med RUB Laboratory of Industrial Chemistry under ledelse af professor Dr. Martin Muhler. Forskerne beskriver arbejdet i tidsskriftet Angewandte Chemie fra 9. juli 2018.

"Vi kunne tage et stort skridt mod en bæredygtig kemikalieindustri, hvis vi ikke brugte råolie som udgangsmateriale, men snarere biomasse, der ikke bruges som fødevare, "siger Wolfgang Schuhmann.

Et alternativ til PET

I deres undersøgelse, de Bochum-baserede forskere præsenterer en nikkelboridkatalysator, som-da den ikke indeholder ædle metaller-er let tilgængelig og overkommelig i forhold til mange andre katalysatorer. Det kan gøre bioraffinaderiproduktet HMF (5-hydroxymethyl-furfural) til FDCA (2, 5-furandicarboxylsyre). "FDCA er interessant for industrien, fordi det kan forarbejdes til polyestere, "forklarer Stefan Barwe." PEF, et alternativ til PET, kan således produceres - og alt dette er baseret på vedvarende råvarer, dvs. planter. "

I de tests, der blev udført af det Bochum-baserede team, katalysatoren gjorde 98,5 procent af udgangsmaterialet HMF til FDCA på en halv time; der dannes ikke affaldsprodukter. "Vi har også designet katalysatoren på en sådan måde, at den er effektiv under de samme betingelser, som brintproduktionen også er vellykket under, "Stefan Barwe beskriver en yderligere fordel ved udviklingen. Forskerne var således også i stand til at bruge udgangsmaterialet til at syntetisere brint som en potentiel energikilde. Hydrogen hentes normalt fra vand ved hjælp af elektrolyse, som også producerer ilt. Det særligt energiforbrugende reaktionstrin, ilt udvikling, blev elimineret, da forskerne forbandt brintudvikling og FDCA -produktion.

Teamet tydeliggjorde også reaktionen trin for trin ved hjælp af elektrokemiske metoder og infrarød spektroskopi. For første gang, kemikerne var i stand til at spore i realtid, hvilke mellemprodukter der gør HMF til FDCA.