Нова технологія солодкого робить кислий смак більш практичним. googletag.cmd.push(function(){googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′);});
Інженери з Університету Райса безпосередньо перетворюють чадний газ на оцтову кислоту (широко використовувану хімічну речовину, яка надає оцту сильного смаку) за допомогою безперервного каталітичного реактора, який може ефективно використовувати відновлювану електроенергію для виробництва високоочищених продуктів.
Електрохімічний процес у лабораторії інженерів-хіміків та біомолекулярних інженерів у Браунівській школі інженерії Університету Райса вирішив проблему попередніх спроб відновити монооксид вуглецю (CO) до оцтової кислоти. Ці процеси вимагають додаткових етапів для очищення продукту.
Екологічно чистий реактор використовує нанометрову кубічну мідь як основний каталізатор та унікальний твердий електроліт.
Протягом 150 годин безперервної лабораторної роботи вміст оцтової кислоти у водному розчині, отриманому за допомогою цього обладнання, сягав 2%. Чистота кислотного компонента сягає 98%, що значно краще, ніж у кислотного компонента, отриманого під час ранніх спроб каталітичного перетворення монооксиду вуглецю на рідке паливо.
Оцтова кислота використовується як консервант у медичних цілях разом з оцтом та іншими харчовими продуктами. Використовується як розчинник для чорнил, фарб та покриттів; у виробництві вінілацетату вінілацетат є попередником звичайного білого клею.
Процес Райса базується на реакторі в лабораторії Ванга та виробляє мурашину кислоту з вуглекислого газу (CO2). Це дослідження заклало важливу основу для Ванга (нещодавно призначеного стипендіата Packard), який отримав грант Національного наукового фонду (NSF) у розмірі 2 мільйонів доларів на продовження дослідження способів перетворення парникових газів на рідке паливо.
Ван сказав: «Ми модернізуємо нашу продукцію з одновуглецевої хімічної речовини мурашиної кислоти до двовуглецевої хімічної речовини, що є більш складним завданням». «Люди традиційно виробляють оцтову кислоту в рідких електролітах, але вони все ще мають низьку продуктивність, і продукти мають проблему розділення електролітів».
Сенфтл додав: «Звичайно, оцтову кислоту зазвичай не синтезують з CO або CO2». «Суть у тому, що ми поглинаємо відхідний газ, який хочемо зменшити, і перетворюємо його на корисні продукти».
Було проведено ретельне з'єднання мідного каталізатора та твердого електроліту, після чого твердий електроліт було перенесено з реактора з мурашиною кислотою. Ван сказав: «Іноді мідь утворює хімічні речовини двома різними шляхами». «Вона може відновлювати монооксид вуглецю до оцтової кислоти та спирту. Ми розробили куб з гранню, яка може контролювати вуглець-вуглецевий зв'язок, а краї вуглець-вуглецевого зв'язку призводять до утворення оцтової кислоти, а не інших продуктів».
Обчислювальна модель Сенфтла та його команди допомогла уточнити форму куба. Він сказав: «Ми можемо показати тип ребер на кубі, які, по суті, є більш гофрованими поверхнями. Вони допомагають розірвати певні ключі CO, щоб продуктом можна було маніпулювати тим чи іншим чином». Більша кількість місць на ребрах допомагає розірвати правильний зв'язок у потрібний час».
Зенфтлер сказав, що проєкт є гарною демонстрацією того, як теорія та експеримент повинні бути пов'язані. Він сказав: «Від інтеграції компонентів у реакторі до механізму на атомному рівні – це гарний приклад багатьох рівнів інженерії». «Це відповідає темі молекулярної нанотехнології та показує, як ми можемо поширити її на реальні пристрої».
Ван сказав, що наступним кроком у розробці масштабованої системи є покращення стабільності системи та подальше зменшення енергії, необхідної для процесу.
Аспіранти Університету Райса Чжу Пен, Лю Чуньян та Ся Чуань, а також постдокторант Дж. Еванс Атвелл-Велч, є головними відповідальними за статтю.
Ви можете бути певні, що наша редакція уважно стежитиме за кожним надісланим відгуком та вживатиме відповідних заходів. Ваша думка дуже важлива для нас.
Ваша адреса електронної пошти використовується лише для того, щоб повідомити одержувачу, хто надіслав електронний лист. Ні ваша адреса, ні адреса одержувача не будуть використані для жодної іншої мети. Введена вами інформація відображатиметься у вашому електронному листі, але Phys.org не зберігатиме її в жодній формі.
Надсилайте щотижневі та/або щоденні оновлення на вашу поштову скриньку. Ви можете відмовитися від підписки будь-коли, і ми ніколи не передамо ваші дані третім особам.
Цей веб-сайт використовує файли cookie для покращення навігації, аналізу використання вами наших послуг та надання контенту від третіх сторін. Використовуючи наш веб-сайт, ви підтверджуєте, що прочитали та зрозуміли нашу політику конфіденційності та умови використання.