Transformarea CO2 in metanol se simplifica
Metanolul este o substanta chimica versatila si eficienta, utilizata ca si combustibil pentru producerea a numeroase produse. Dioxidul de carbon (CO2), pe de alta parte, este un gaz cu efect de sera ce reprezinta unul dintre rezultatele nedorite ale multor procese industriale.
Sodiul este elementul esential
Convertirea CO2 in metanol este o modalitate de a folosi acest gaz nefast intr-o utilizare benefica. In cercetarile publicate recent in revista Science, inginerii in chimie de la Rensselaer Polytechnic Institute au demonstrat cum pot face acest proces de conversie din CO2 in metanol mai eficient, folosind o membrana de separare extrem de eficienta, pe care chiar ei au produs-o. Aceasta descoperire, au spus cercetatorii, ar putea imbunatati o serie de procese industriale care depind de reactiile chimice in care apa este un produs secundar.
De exemplu, reactia chimica responsabila pentru transformarea CO2 in metanol produce, de asemenea, apa, ceea ce restrictioneaza sever continuitatea reactiei. Echipa Rensselaer si-a propus sa gaseasca o modalitate de a filtra apa pe masura ce reactia are loc, fara a pierde alte molecule esentiale de gaz.
Cercetatorii au asamblat o membrana formata din ioni de sodiu si cristale de zeolit, menbrana ce a fost capabila sa filtreze cu atentie si rapid apa prin porii mici – cunoscuti sub denumirea de nanocanale de conducere a apei – fara a pierde moleculele de gaz.
„Sodiul poate regla permeabilitatea gazelor”, a declarat Miao Yu, profesor la catedra de inginerie chimica si biologica si membru al „Centrului pentru Biotehnologie si Studii Interdisciplinare” (CBIS) de la Rensselaer, care a condus aceasta cercetare. „Pare ca si cum ionii de sodiu stau la intrare si permit doar trecerea apei. Cand va incerca sa intre gazul inert, ionii il vor bloca.”
In trecut, a spus Yu, acest tip de membrana era susceptibila la unele defecte ce ar fi permis scurgerea unor molecule de gaz. Echipa sa a dezvoltat o noua strategie de optimizare a asamblarii cristalelor, care a eliminat acele defecte.
Apa impiedica finalizarea reactiei
Cand apa a fost eliminata eficient din proces, potrivit aceluiasi Yu, echipa a descoperit ca reactia chimica a putut sa se finalizeze foarte repede.
„Cand putem elimina apa, echilibrul se schimba, ceea ce inseamna ca se va putea transforma mai mult CO2 si se va produce mai mult metanol,” a declarat Huazheng Li, cercetator postdoctoral la Rensselaer si primul autor al lucrarii.
„Aceasta cercetare este un exemplu principal al contributiilor semnificative pe care profesorul Yu si echipa sa le aduc pentru a aborda provocarile interdisciplinare in domeniul apei, energiei si mediului. Dezvoltarea unor astfel de membrane, adaptata de grupul profesorului Yu, promite sa fie extrem de eficienta si practica,” a declarat Deepak Vashishth, directorul CBIS.
Echipa lucreaza acum pentru a dezvolta un proces eficient de productie, precum si o companie-startup ce ar permite comercializarea acestei membrane pentru a produce metanol de inalta puritate. Profesorul Yu a confirmat faptul ca aceasta membrana poate fi folosita si pentru imbunatatirea altor reactii, precizand ca in industrie exista foarte multe reactii limitate de apa, iar aceasta membrana este singura care poate functiona foarte eficient in conditii de reactie dure.