有限公司₂回收——一场艰苦的斗争

生活充满一座岛上有一个活火山有其缺点。但是它也有很多好处。冰岛,一个岛国,位于北大西洋满足北极圈,在羡慕的位置的所有电力和集中供热可再生地热、水能和风能。

由于没有完整的化石燃料发电厂,冰岛可能看起来不太可能成为世界上第一个设备回收有限公司₂废气转化为燃料。但这正是冰岛公司碳回收国际(CRI)已经过去五年了。

由于热岩的地球化学有限公司₂从地热活跃地区自然通风口进入大气层。这也是溶解在当地的地下水。当这个免费的热水来源是经由一个地热发电厂,结果是一个集中的二氧化碳捕捉的时机已经成熟。

捕获的公司₂CRI补充道,在多相催化氢,甲醇。该公司销售这个多才多艺的分子-溢价超过化石燃料(甲醇中使用可再生燃料和化工原料氢经济)。

CRI远非唯一一家致力于生产商用产品回收有限公司₂排放。甚至等大型行业参与者Covestro——原拜耳材料科学接受这个主意。数量迅速扩张的学术实验室,与此同时,正在探索新的方法来恢复的温室气体,显示有一个惊人的丰富化学作为终端已经从长期被分子。妥协,化工生产在使用设计有限公司₂作为原料可以优于传统路线。

促进变革

英国牛津大学的化学家夏洛特·威廉姆斯从植物的开发方法,使绿色聚合物材料时使用公司的想法吗₂作为聚合物原料来到她在2000年代早期。我迷上了使用公司的想法₂作为资源,因为它克服了你看到的一些问题与一个典型的生物炼制,”她说。固体植物原料处理可能是一个相当大的挑战。但有限公司₂是一种气体,所以它的物理化学性质和更类似于今天所使用的单体聚合物。我想一个有趣的想法采取有限公司₂并试着把它到聚合物骨干。”

其他的吸引力,她补充说,是纯粹的挑战要做化学分子,是许多过程的热力学端点包括燃烧和代谢过程。有限公司₂就是你留下当你烃,挤出所有的能量。并把它们转化为有用的东西是一场艰苦的战斗。的催化,但这是一个很好的机会去寻找途径来减少活化障碍,”威廉姆斯说。目前有相当有限范围的催化剂,是有效的。

一个公司₂威廉催化项目工作是一个长期与伦敦帝国学院的化学家和工程师合作,英国制造有限公司₂为甲醇。像国际广播电台在冰岛,团队的目标是使用再生能源发电电解水,然后将生成的氢与有限公司₂通过催化甲醇。他们的区别是他们开发了铜锌氧化物催化剂。¹“不同的方法是我们提出明确的做出了非常小的纳米颗粒的方法,稳定胶体,”威廉姆斯说。

使用稳定纳米颗粒的一个优点是,你最大的表面积的催化剂用于驱动反应。其他系统的吸引力,通过改变纳米粒子的合成,可以改变-,希望优化催化剂的两个组件之间的接口。这是假设我们正在努力,找到更好的方法来控制铜和锌氧化物之间的界面能让你提高效率,”威廉姆斯说。

基督教杜南在澳大利亚阿德莱德大学和他的同事们应用类似的哲学改善密切相关的反应,催化转化有限公司₂氢气和甲烷气体。

金属有机框架(MOF)化学家,杜南一直致力于使用这些多孔材料来捕获有限公司₂当他卷入了CO排放₂回收的故事,他怀疑财政部可以帮助这里。

的商业催化剂有限公司₂甲烷化是由镍。但镍寿命问题,稳定和中毒,”杜南说。在实验室里,ruthenium-based在金属氧化物催化剂支持已被证明是非常稳定和活跃的催化剂的反应,他补充道。

尽管名称,支持材料做多的催化金属。他们已经被证明在催化过程中发挥积极作用。的理论是,网站会有缺陷的金属氧化物激活二氧化碳分子,促进钌纳米颗粒的催化,”杜南说。

目前唯一的缺点这些催化剂钌的高成本。我们想,你可以开发一个多孔金属氧化物催化剂,使用更少的钌?”

答案吗?是的,没有。尽管材料团队通过结合钌与基于氧化锆财政部实际上不是多孔,这是一个高效的有限公司₂甲烷化催化剂,²即使使用了1 wt %的钌。财政部的表面作为模板钌纳米颗粒的形成,整个表面高度分散。结果是,基本上所有的钌表面暴露和用于催化。财政部模板给你一个非常独特的结构不能实现任何其他合成路线,”杜南说。信封的计算表明你可以每周约168吨甲烷从钌催化剂含有75克,他补充道。

探索一种大道是可能性相同的模板方法可以为其他催化剂工作。它可以削减成本的钯催化剂加氢反应,石化工业用途。

和团队已经在与潜在合作伙伴的谈判发展有限公司₂甲烷化过程。尽管催化剂与纯粹的公司工作₂和氢,没有下降在200小时后活动,杜南的公司之一正与渴望合作项目来测试催化剂在现实世界中气体流。

无期徒刑

尽管合并公司₂到一个分子作为燃料的燃烧补偿燃烧化石燃料,否则,公司₂再次是很快到大气中。

一个永久的解决方案是将有限公司₂化学,可以作为原料制作材料。还有另一个原因采取这种方法,有限公司₂回收,价格远高于燃料原料化学品命令。我的意见是你必须能够使化学物质竞争力之前你可以考虑做燃料的竞争力,因为化学物质比燃料更有价值,”说Matthew Kanan合成和催化斯坦福大学的化学家,我们。

不是说让化学物质有限公司₂是很容易的。“我教有机化学,我们教,你可以把格氏试剂或organolithium试剂与有限公司相结合₂和羧酸盐,Kanan说。从合成化学的角度来看,是一个很好的方法让一个羧酸盐,但从有限公司₂利用率的角度来看这些方法完全没有价值。所涉及的能源和排放生成这些试剂会如此之高,他们会完全否定使用公司的利益₂。

所以Kanan试图想出尽可能简单的方法实现这一碳碳键形成转换时有限公司₂。³我们登陆的是,如果我们能以碳氢键,deprotonate碳酸盐,真正丰富基地占用空间小,然后我们可以产生一个负碳离子陷阱有限公司₂,”他说。

和化学工程。的关键是要远离化学解决方案阶段,“Kanan说。而不是使用溶剂,团队运行的反应碳酸碱金属盐的混合物加热到200°C左右。的介质中分子的酸碱性质完全不同,观察在水或有机溶剂,”他补充道。你可以做很多的去质子化你做不到。”

应用程序团队开发了最远的的合成furan-2, 5-dicarboxylic酸(FDCA),生物分子与许多应用程序包括作为聚乙烯原料furandicarboxylate (PEF),一个绿色的替代品非常广泛使用的不可再生聚合物聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。

目前,FDCA是由果糖,通过一个“非常严重的氧化一步”,Kanan说。他的替代路线需要糠酸盐,一个分子工业生产的木质纤维素的植物废料,并添加有限公司₂给FDCA。

如果你的目标是一种商品规模羧酸,大多数的方法让那些涉及氧化反应和氧化反应是一个责任,他们是昂贵的,因为他们通常都是在非常腐蚀条件下,“Kanan说。的原因有很多化工想避免这些氧化反应,如果他们有一个选择。

这就是我们认为第一次重大的机会。如果您可以提供路线羧酸和二元羧酸酸你使用碳氢键和有限公司₂和碳酸盐,那么不管你是否关心碳足迹这可能只是一个引人注目的合成比今天完成这些目标。Kanan的团队目前正在与一些潜在的工业合作伙伴的讨论。

当威廉姆斯第一次进入公司₂重用的研究在2003年,将分子纳入大规模商用聚合物的碳骨架也是她的最初的目标。而不是PEF,威廉姆斯的目标是可再生聚碳酸酯多元醇,有价值的聚合物用于制造聚氨酯。

传统上,多元醇是由化石燃料的派生环氧化合物的开环聚合。威廉姆斯和她的团队提出了一个催化剂,可以形成一个聚合物的单体在聚合物链中每一秒都是一场有限公司₂分子。

的一件事,我们发现是一个成功的策略是发展我们称之为双核的催化剂,”威廉姆斯说。这是均匀的催化剂包含两种金属接近对方。“便宜的金属,如锌和镁的工作,最好的催化剂是包含一个原子的金属。我们进行了相当多的动力学研究多年,我们相信两种金属在催化循环积分-聚合物链两种金属之间的航天飞机。”

不仅高效催化剂。同样重要的是,它在低压力的公司工作₂,甚至低至1条。使其兼容现有的基础设施使多元醇,和简单的改造。威廉姆斯在2011年成立了一个子公司,Econic技术,将她的多元醇催化剂技术。

我们的合作伙伴,”说罗威娜sellen公司首席执行官。有其他行业领域工作有限公司₂基于多元醇,但我们提供的特色之一是改造的能力。”betway必威游戏下载大全

化工行业并不知道如何处理有限公司₂,但这是化学家的工作

Matthew Kanan,斯坦福大学

公司的另一个优点是裁缝的独特的能力的有限公司₂纳入最终的聚合物,sellen说。威廉姆斯的原始催化剂系统给了最大的公司₂公司,与其他单体单元的聚合物链被公司所取代₂。吸收最有限公司₂,但引入了最大的改变原聚合物的性质。我们进化的最新一代技术,您可以调整的数量有限₂内容,所以你能够定制应用程序的聚合物性质,sellen说。我们相信会给更大的进入市场。”

Econic希望其行业合作伙伴将他们的第一个产品市场在未来两到三年内,降低碳排放。每吨的有限公司₂你用,因为你需要使用更少的氧化丙烯避免2吨CO₂排放,sellen说。“我认为这种技术是一个非常强大的理由。”

得到一个这样的公司₂在工业回收流程启动并运行,将打开的闸门,Kanan说。如果任何人都可以实现,我认为真正改变行业的心态,”他说。

“化工不关心他们的原料是什么,“Kanan补充道。他们成长于碳氢化合物和很擅长处理。他们不知道如何处理有限公司₂但化学家的工作,如果我们能让他们做什么他们非常善于扩展和债务人之间。

我希望有人在社区可以证明可以使用有限公司₂,使一个非常令人信服的合成、更好的东西可以用传统的方法,”Kanan说。“这将是一个真正的转折点。”

詹姆斯·米切尔乌鸦是一个基于科学作家在墨尔本,澳大利亚