Den söta nya tekniken gör den sura smaken mer praktisk. googletag.cmd.push(function(){googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2');});
Ingenjörer vid Rice University omvandlar kolmonoxid direkt till ättiksyra (en allmänt använd kemikalie som ger vinäger en stark smak) genom en kontinuerlig katalytisk reaktor, som effektivt kan använda förnybar elektricitet för att producera högrenade produkter.
Den elektrokemiska processen i laboratoriet för kemi- och biomolekylära ingenjörer vid Rice Universitys Brown School of Engineering har löst problemet med tidigare försök att reducera kolmonoxid (CO) till ättiksyra. Dessa processer kräver ytterligare steg för att rena produkten.
Den miljövänliga reaktorn använder nanometerkubikkoppar som huvudkatalysator och en unik fast elektrolyt.
Under 150 timmars kontinuerlig laboratoriedrift var ättiksyrahalten i den vattenlösning som producerades av denna utrustning upp till 2 %. Syrakomponentens renhet är så hög som 98 %, vilket är mycket bättre än den syrakomponent som producerades genom tidiga försök att katalytiskt omvandla kolmonoxid till flytande bränsle.
Ättiksyra används som konserveringsmedel i medicinska tillämpningar tillsammans med vinäger och andra livsmedel. Används som lösningsmedel för bläck, färger och ytbehandlingar; vid tillverkning av vinylacetat är vinylacetat föregångaren till vanligt vitt lim.
Rice-processen är baserad på en reaktor i Wangs laboratorium och producerar myrsyra från koldioxid (CO2). Denna forskning lade en viktig grund för Wang (nyligen utnämnd till Packard Fellow), som fick ett anslag på 2 miljoner dollar från National Science Foundation (NSF) för att fortsätta utforska sätt att omvandla växthusgaser till flytande bränslen.
Wang sa: ”Vi uppgraderar våra produkter från myrsyra, en kemisk substans med ett kolatom till en kemisk substans med två kolatomer, vilket är mer utmanande.” ”Människor producerar traditionellt ättiksyra i flytande elektrolyter, men de har fortfarande dålig prestanda och produkterna är problemet med elektrolytseparation.”
Senftle tillade: ”Ättiksyra syntetiseras naturligtvis vanligtvis inte från CO eller CO2.” ”Det är poängen: vi absorberar den avgas vi vill minska och omvandlar den till användbara produkter.”
En noggrann koppling utfördes mellan kopparkatalysatorn och den fasta elektrolyten, och den fasta elektrolyten överfördes från myrsyrareaktorn. Wang sa: ”Ibland producerar koppar kemikalier längs två olika vägar.” ”Det kan reducera kolmonoxid till ättiksyra och alkohol. Vi designade en kub med en yta som kan kontrollera kol-kol-kopplingen, och kanterna på kol-kol-kopplingen leder till ättiksyra snarare än andra produkter.”
Senftle och hans teams beräkningsmodell hjälpte till att förfina kubens form. Han sa: ”Vi kan visa typen av kanter på kuben, som i grunden är mer korrugerade ytor. De hjälper till att bryta vissa CO-nycklar, så att produkten kan manipuleras på ett eller annat sätt.” Fler kantställen hjälper till att bryta rätt bindning vid rätt tidpunkt.”
Senftler sa att projektet är en bra demonstration av hur teori och experiment bör kopplas samman. Han sa: ”Från integrationen av komponenter i reaktorn till atomär mekanismer är detta ett bra exempel på många nivåer av ingenjörskonst.” ”Det passar in i temat molekylär nanoteknik och visar hur vi kan utvidga det till verkliga apparater.”
Wang sa att nästa steg i utvecklingen av ett skalbart system är att förbättra systemets stabilitet och ytterligare minska den energi som krävs för processen.
Doktoranderna Zhu Peng, Liu Chunyan och Xia Chuan vid Rice University, samt postdoktor J. Evans Attwell-Welch, är huvudansvariga för artikeln.
Du kan vara säker på att vår redaktion noggrant kommer att övervaka all feedback som skickas och vidta lämpliga åtgärder. Din åsikt är mycket viktig för oss.
Din e-postadress används endast för att informera mottagaren om vem som skickade e-postmeddelandet. Varken din adress eller mottagarens adress kommer att användas för något annat ändamål. Informationen du anger kommer att visas i ditt e-postmeddelande, men Phys.org kommer inte att lagra den i någon form.
Skicka veckovisa och/eller dagliga uppdateringar till din inkorg. Du kan avsluta prenumerationen när som helst, och vi kommer aldrig att dela dina uppgifter med tredje part.
Denna webbplats använder cookies för att underlätta navigering, analysera din användning av våra tjänster och tillhandahålla innehåll från tredje part. Genom att använda vår webbplats bekräftar du att du har läst och förstått vår integritetspolicy och våra användarvillkor.