Science >> Wetenschap >  >> Chemie

Onderzoekers transformeren afgevangen broeikasgassen in cyclische carbonaten met biomassaderivaten

Credit:ACS Duurzame Chemie &Techniek (2023). DOI:10.1021/acssuschemeng.3c00890

Koolstofdioxide levert de grootste bijdrage aan de uitstoot van broeikasgassen, die verantwoordelijk zijn voor de opwarming van de aarde en de klimaatverandering. Directe afvang van CO2 in de lucht is een van de voorgestelde oplossingen om de concentratie ervan in de atmosfeer te verminderen, maar het combineren van dit proces met de terugwinning en transformatie ervan in producten met toegevoegde waarde is zeer complex en vereist een nauwkeurig uitgebalanceerde interactie tussen dit element en de adsorbentia die het opvangen ervan mogelijk maken en conversie naar producten met toegevoegde waarde.



Een onderzoeksteam aan de Universitat Jaume I in Castelló heeft een nieuwe methodologie gedemonstreerd die de directe afvang van CO2 combineert uit de lucht en de efficiënte en selectieve omzetting ervan in cyclische carbonaten zonder gebruik van epoxiden als substraten (wat waardevol is vanuit veiligheidsoogpunt aangezien epoxiden potentieel explosief zijn).

Het systeem maakt gebruik van goedkope, metaalvrije, commerciële organische zouten. De gebruikte gematigde reactieomstandigheden (bij kamertemperatuur of tot 40ºC) en de verscheidenheid aan gebruikte substraten demonstreren de veelzijdigheid van de voorgestelde methodologie. De bevindingen zijn gepubliceerd in het tijdschrift ACS Sustainable Chemistry &Engineering .

"Het grote probleem en de grote moeilijkheid van deze methode", legt onderzoeker Marcileia Zanatta uit, "is dat de CO2 in de lucht heeft een zeer lage concentratie, ongeveer 0,04%, en dit betekent dat de vangreactie erg langzaam is en dat de omzetting ervan in een ander product zeer drastische omstandigheden vereist. om het in 16 uur vast te leggen, wat een aanzienlijk sneller tempo is dan de ongeveer 40 uur die in de literatuur worden gerapporteerd", zegt de wetenschapper.

Marcileia Zanatta en Víctor Sans van het Universitair Instituut voor Geavanceerde Materialen, INAM-UJI. Credit:Àlex Pérez

De ontwikkeling van één enkel materiaal dat katalytische en sorptiecapaciteiten combineert om gelijktijdig te werken in beide CO2 vastleggen en converteren is een zeer aantrekkelijke maar complexe uitdaging. In dit geval is een opeenvolgend proces aangetoond, waarbij CO2 wordt eerst opgevangen in de bicarbonaatvorm en vervolgens omgezet in cyclische carbonaten. De eenvoud en lage kosten die gepaard gaan met CO2 Afvang, gecombineerd met de efficiëntie van het transformatieproces, opent de deur naar een breed scala aan directe luchtafvangmethodologieën en conversieprocessen (DACC).

Het gebruik van op biomassa gebaseerde substraten (die ook goedkoper zijn dan epoxiden), koolstofdioxide die rechtstreeks uit de lucht wordt opgevangen en een goedkoop en in de handel verkrijgbaar adsorbens "maken deze methodologie zeer voordelig en aantrekkelijk voor het ontwikkelen van duurzame synthetische chemische routes om cyclische carbonaten te genereren." zegt onderzoeker Víctor Sans, "en dit vertegenwoordigt een duurzame en circulaire economiebenadering van de afvang en valorisatie van broeikasgassen." Sans beweert dat "het een wetenschappelijke uitdaging is geweest om koolstofdioxide af te vangen en te transformeren met één enkel systeem, maar we zijn erin geslaagd een brug tussen de twee te slaan."

De productie van cyclische carbonaten uit CO2 is zeer interessant vanuit het oogpunt van duurzaamheid, omdat het atomair gezien volledig efficiënt is, dat wil zeggen dat het eindproduct alle materialen bevat die bij het proces betrokken zijn, zonder dat er bijproducten ontstaan. Cyclische carbonaten zijn belangrijke industriële chemicaliën met uiteenlopende toepassingen:milieuvriendelijke oplosmiddelen, lithium-ionbatterijen, verven en coatings, harsen, voorlopers voor polymere materialen en polymeerverwerking in de fijnchemie.

Meer informatie: Marcileia Zanatta et al., Directe luchtafvang en geïntegreerde omzetting van kooldioxide in cyclische carbonaten met organische basiszouten, ACS Sustainable Chemistry &Engineering (2023). DOI:10.1021/acssuschemeng.3c00890

Journaalinformatie: ACS Duurzame Chemie &Techniek

Aangeboden door Asociacion RUVID




Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. De vierkantswortel vinden op een Texas Instrument TI-30X IIS
  2. 380 miljoen jaar oud hart verlicht evolutionaire geschiedenis
  3. Geavanceerde celatlas opent nieuwe deuren in biomedisch onderzoek
  4. Uit onderzoek naar de levensverwachting blijkt dat katten het langst en kortst leven
  5. Ecologische successie: definitie, types, stadia en voorbeelden
  6. Plantencellen overleven maar stoppen met delen bij DNA-schade
  7. Makeup Science Projects
  8. Apparaat kan zeevogels redden van de gevaren van vistuig
  9. Mitochondria: definitie, structuur en functie (met diagram)

Wetenschap