Wetenschap
Vuil worden om de milieu-impact van de chemische industrie op te ruimen
De mondiale chemische industrie is een belangrijke verbruiker van fossiele brandstoffen en levert een bijdrage aan de klimaatverandering; Nieuw onderzoek van Curtin University heeft echter uitgewezen hoe de sector zijn groene reputatie kan oppoetsen door vuil te worden.
Het artikel, "Insulator-on-Conductor Fouling Amplifying Aqueous Electrolysis Rates", werd gepubliceerd in het Journal of the American Chemical Society .
De meeste chemische reacties waarbij elektriciteit en organische materialen betrokken zijn, kunnen niet efficiënt worden uitgevoerd met behulp van water, omdat de organische materialen niet goed oplossen, waardoor de industrie gedwongen wordt fossiele brandstoffen te gebruiken om warmte te leveren in plaats van elektriciteit of alternatieve stoffen voor water te gebruiken, wat het milieu en de veiligheid ten goede komt. risico's.
Een team van onderzoekers onder leiding van universitair hoofddocent Simone Ciampi, van Curtin's School of Molecular and Life Sciences, heeft echter ontdekt dat chemische reacties in water dramatisch kunnen worden versneld door een waterbestendig materiaal aan een elektrode toe te voegen – een proces dat bekend staat als ‘fouling’. ."
"Fouling druist volledig in tegen de conventionele wijsheid, die zegt dat je schone instrumenten moet hebben om processen met behulp van een elektrode zo efficiënt mogelijk te maken", aldus professor Ciampi.
"Maar toen we waterbestendige materialen zoals plastic of olie hebben toegevoegd, hebben we ontdekt dat reacties in deze gebieden tot zes keer sneller plaatsvinden dan in de 'schone' delen van de elektrode.
"We ontdekten dat zelfs het gebruik van huishoudlijm de reactiesnelheid met 22% verbeterde."
Studie co-leider en Ph.D. kandidaat Harry Rodriguez zei dat de sleutel was dat het organische materiaal werd aangetrokken door andere waterbestendige materialen.
"Als het materiaal hydrofoob is, wat betekent dat het niet van water houdt, zal het eruit willen en dus aangetrokken worden tot een hydrofobe omgeving zoals olie, plastic of lijm op een elektrode," zei hij.
Rodriguez zei dat de chemische industrie, ondanks de uitdagingen, graag water wilde gebruiken waar mogelijk.
"Als organische chemicaliën met behulp van de huidige industriële methoden in water zouden worden vervaardigd, zal de opbrengst naar verwachting zeer slecht zijn", zei hij.
"Maar bedrijven willen nog steeds water gebruiken als het haalbaar is, omdat de chemicaliën die ze momenteel voor deze reacties gebruiken duur en brandbaar zijn, dus er zijn zorgen en mogelijke complicaties over de veiligheid en opslag.
"Naast de voordelen voor het milieu, omzeilt het gebruik van water veel van deze problemen."
Professor Ciampi zei dat het nog enige tijd zou duren voordat de methode op grote schaal repliceerbaar zou zijn, maar de reis naar een schonere chemische industrie zou kunnen worden versneld door samen te werken met andere expertisegebieden.
"De mijnindustrie gebruikt bijvoorbeeld voortdurend bellen als een manier om mineralen te scheiden", zei hij.
"Er is een schat aan kennis beschikbaar die kan worden gecombineerd met elektrochemie om deze methode op grotere schaal te brengen en vervolgens een echte impact te hebben."