Gli ingegneri dell’Università di Cincinnati hanno creato un modo più efficiente per convertire l’anidride carbonica in prodotti preziosi, affrontando contemporaneamente il cambiamento climatico.
Nel suo laboratorio di ingegneria chimica presso il College of Engineering and Applied Science della UC, il professore associato Jingjie Wu e il suo team hanno scoperto che un catalizzatore di rame modificato migliora la conversione elettrochimica dell’anidride carbonica in etilene, l’ingrediente chiave della plastica e una miriade di altri usi.
L’etilene è stato definito “la sostanza chimica più importante del mondo”. È sicuramente tra i prodotti chimici più comunemente prodotti, utilizzato in tutto, dai tessuti all’antigelo al vinile. L’industria chimica ha generato 225 milioni di tonnellate di etilene nel 2022.
Wu ha affermato che il processo promette di produrre un giorno etilene attraverso l’energia verde anziché i combustibili fossili. Ha il vantaggio aggiuntivo di rimuovere il carbonio dall’atmosfera.
“L’etilene è una piattaforma chimica fondamentale a livello globale, ma il processo convenzionale di steam cracking per la sua produzione emette una notevole quantità di anidride carbonica”, ha affermato Wu. “Utilizzando l’anidride carbonica come materia prima anziché dipendere dai combustibili fossili, possiamo riciclare efficacemente l’anidride carbonica.”
Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Ingegneria Chimica della Natura.
Gli studenti di Wu, tra cui l’autore principale e laureato della UC Zhengyuan Li, hanno collaborato con la Rice University, l’Oak Ridge National Laboratory, il Brookhaven National Laboratory, la Stony Brook University e l’Arizona State University. Lo scorso anno Li ha ricevuto un prestigioso premio per studenti laureati dalla Facoltà di Ingegneria e Scienze Applicate.
La conversione elettrocatalitica dell’anidride carbonica produce due prodotti primari di carbonio, etilene ed etanolo. I ricercatori hanno scoperto che l’utilizzo di un catalizzatore di rame modificato produceva più etilene.
“La nostra ricerca offre spunti essenziali sulla divergenza tra etilene ed etanolo durante la riduzione elettrochimica della CO2 e propone un approccio praticabile per dirigere la selettività verso l’etilene”, ha affermato l’autore principale Li.
“Ciò porta a un impressionante aumento del 50% nella selettività dell’etilene”, ha affermato Wu. “Idealmente, l’obiettivo è produrre un singolo prodotto anziché più prodotti”.
Sponsorizzato dall’Ufficio per l’efficienza energetica e le energie rinnovabili del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti. Il suo Ufficio per l’efficienza industriale e la decarbonizzazione sta guidando gli sforzi per ridurre i combustibili fossili e le emissioni di carbonio nell’industria, ove possibile.
Li ha affermato che il prossimo passo sarà perfezionare il processo per renderlo più fattibile dal punto di vista commerciale. Il sistema di conversione perde efficienza poiché i sottoprodotti della reazione come l’idrossido di potassio iniziano a formarsi sul catalizzatore di rame.
“La stabilità dell’elettrodo deve essere migliorata per l’implementazione commerciale. Il nostro prossimo obiettivo è migliorare la stabilità ed estendere il suo funzionamento da 1.000 a 100.000 ore”, ha affermato Li.
Wu ha affermato che queste nuove tecnologie contribuiranno a rendere l’industria chimica più ecologica e più efficiente dal punto di vista energetico.
“L’obiettivo generale è decarbonizzare la produzione chimica utilizzando elettricità rinnovabile e materie prime sostenibili”, ha affermato Wu. “L’elettrificazione della conversione dell’anidride carbonica in etilene segna un passo significativo nella decarbonizzazione del settore chimico.”
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
