Een onderzoeksteam onder leiding van de North Carolina State University heeft een nieuwe katalysator ontwikkeld die ethaan efficiënter kan omzetten in ethyleen. die in verschillende productieprocessen wordt gebruikt. De ontdekking zou kunnen worden gebruikt in een conversieproces om de productiekosten voor ethyleen drastisch te verlagen en de gerelateerde kooldioxide-emissies tot 87% te verminderen.

"Ons lab stelde eerder een techniek voor om ethaan om te zetten in ethyleen, en deze nieuwe redoxkatalysator maakt die techniek energiezuiniger en goedkoper, terwijl de uitstoot van broeikasgassen wordt verminderd, " zegt Yunfei Gao, een postdoctoraal onderzoeker bij NC State en hoofdauteur van een paper over het werk. "Ethyleen is een belangrijke grondstof voor de kunststofindustrie, onder andere toepassingen, dus dit werk kan een aanzienlijke economische en ecologische impact hebben."

"Ethaan is een bijproduct van de productie van schaliegas, en de verbeterde efficiëntie van onze nieuwe katalysator maakt het voor energiewinningsactiviteiten op afgelegen locaties mogelijk om dat ethaan beter te benutten, " zegt Fanxing Li, corresponderende auteur van het papier en een universitair hoofddocent en universitaire faculteitswetenschapper in de afdeling chemische technologie van NC State.

"Naar schatting worden elk jaar meer dan 200 miljoen vaten ethaan afgewezen in de onderste 48 staten vanwege de moeilijkheid om het vanaf afgelegen locaties te vervoeren. " zegt Li. "Met onze katalysator en conversietechniek, we denken dat het kosteneffectief zou zijn om dat ethaan om te zetten in ethyleen. Het etheen kan dan worden omgezet in vloeibare brandstof, die veel gemakkelijker te vervoeren is.

"Het probleem met de huidige conversietechnieken is dat je ze niet kunt verkleinen tot een formaat dat logisch is voor afgelegen locaties voor energiewinning, maar ons systeem zou goed werken op die locaties."

De nieuwe redoxkatalysator is een door gesmolten carbonaat bevorderd gemengd metaaloxide, en het conversieproces vindt plaats tussen 650 en 700 graden Celsius met geïntegreerde ethaanconversie en luchtscheiding. De huidige conversietechnieken vereisen temperaturen hoger dan 800 graden C.

"We schatten dat de nieuwe redox-katalysator en -techniek de energiebehoefte met 60-87% hebben verlaagd, "zegt Li.

"Onze techniek zou een initiële investering vergen in de installatie van nieuwe, modulaire chemische reactoren, maar de sprong in efficiëntie en vermogen om gestrand ethaan om te zetten zou aanzienlijk zijn, "zegt Li.

De krant, "Een gesmolten carbonaatschaal gemodificeerde perovskiet-redoxkatalysator voor anaërobe oxidatieve dehydrogenering van ethaan, " verschijnt 24 april in het tijdschrift wetenschappelijke vooruitgang .