Эта статья за кулисами была предоставлена WordsSideKick.com в сотрудничестве с Национальным научным фондом.
Почти все живые на планете пили, сидели, носили, умывались или везли что-то из окиси этилена. Это связано с тем, что из этого необходимого строительного блока изготавливаются все виды предметов домашнего обихода, в том числе пластиковые бутылки с газировкой, полиэфирные волокна, моющие средства и антифризы. Оксид этилена, или сокращенно ЭО, имеет огромный рынок - колоссальный рынок в 30 миллиардов долларов в год, который не имеет признаков спада.
За прошедшие годы методы производства ЭО значительно улучшились. Тем не менее, текущий процесс производства ЭО производит ежегодно около 3,4 миллиона метрических тонн углекислого газа, что больше, чем у большинства других производимых химикатов, и примерно столько же выбросов от 900 000 автомобилей в год.
В 2007 году Дэрил Буш из Центра экологически чистого катализа (CEBC) Университета Канзаса (KU) объединился с директором CEBC Бала Субраманиам, чтобы разработать более экологичный процесс этиленоксида, с помощью постдокторского исследователя Хён-Джин Ли и аспиранта PhD. Мадхав Ганта. «Мы знали, что устранить побочный продукт углекислого газа будет непросто», - сказал Буш, заслуженный профессор химии в KU. «Но это была возможность сделать огромную разницу».
Не горит
Исследовательская группа разрабатывает новый революционный способ получения ЭО с использованием перекиси водорода в качестве окислителя вместо обычного газообразного кислорода.
Неудивительно, что смешивание газообразного кислорода с легко воспламеняющимся этиленом при высоких температурах может привести к нежелательному горению и даже риску взрыва. Тем не менее, это то, как EO в настоящее время сделано.
Напротив, новая технология CEBC растворяет этилен в жидкой смеси метанола, перекиси водорода и катализатора при температурах, близких к температуре окружающей среды. Этот метод более эффективен. Это полностью исключает сжигание этилена и ЭО, которое обычно происходит в обычном процессе. Отсутствие горения означает отсутствие побочного продукта CO2.
«Наша новая технология способна сэкономить на выбросах дыма на 2 миллиарда долларов каждый год», - сказал Субраманиам.
Команда также нуждалась в катализаторе, который мог бы помочь перевести атом кислорода из перекиси водорода в этилен. Удивительно, но они обнаружили, что метилтриоксорений, который годами изучался в других областях, мог справиться с этой задачей. Он работает настолько хорошо, что более 99 процентов молекул этилена превращаются в ЭО без разложения перекиси водорода.
В 2010 году Институт химической химии Американского химического общества признал новый процесс этиленоксида, наградив Гханту одним из двух Награды Кеннета Дж. Хэнкока.
Сколько это стоит?
Запатентованная технология предлагает более чистый альтернативный процесс производства основного химического вещества. Но этот более зеленый подход должен быть дороже, верно? Не обязательно.
«Мы использовали самые современные инструменты для оценки стоимости нового процесса и обнаружили, что экономика находится на одном уровне с традиционным процессом», - сказал Субраманиам.
Благодаря финансированию Национальной исследовательской программы ускорения инновационных исследований, команда Subramaniam в настоящее время ищет способы дальнейшего снижения производственных затрат на новые технологии. Они могут сократить расходы примерно на 17 процентов, если смогут преодолеть три барьера. Во-первых, они должны продемонстрировать, что они могут избирательно окислять этилен из более дешевого смешанного этилен-этанового сырья. Если это так, они могут сэкономить около 10 процентов затрат, устраняя необходимость в очищенном этилене. Они также оценивают 5-процентную экономию за счет повышения эффективности перекиси и 2-процентную экономию за счет поиска более дешевого и долговечного катализатора.
«Эти достижения, вероятно, сделают нашу новую технологию очень привлекательной для химических компаний, особенно для тех компаний в США, которые стремятся использовать обильное сырье для природного газа», - сказал Субраманиам.
Хотя исследователи изначально стремились сократить объемы выбросов углекислого газа в EO, похоже, что их новая технология может также принести экономические выгоды.
Примечание редактора: Исследователи, изображенные в статьях «За кулисами», были поддержаны Национальный научный фондФедеральное агентство отвечает за финансирование фундаментальных исследований и образования во всех областях науки и техники. Любые мнения, выводы и выводы или рекомендации, выраженные в этом материале, принадлежат автору и не обязательно отражают точку зрения Национального научного фонда. Увидеть За кулисами архив.
👉 Как сократить углеродный след
👉 Методы уменьшения углеродного следа
👉 Углеродный след – это совокупность всех выбросов парниковых газов в атмосферу при производстве продукции, потреблении чего-либо и транспортировке. Иными словами, почти любая деятельность человека не обходится без выбросов вредных для Планеты газов, которые в итоге приводят к повышению температуры Земли.
👉 Морские перевозки находятся среди лидеров в мире по загрязнению окружающей среды и вредным выбросам: мировой морской транспорт занимает 6-е место в мире по эквивалентному выбросу парниковых газов; на морские перевозки приходится около 2,5 % годового общемирового объёма выбросов парниковых газов, морской транспорт ...
👉 Около 75% выбросов можно сократить, приняв всего три меры: установив энергоэффективную систему отопления и охлаждения, используя энергосберегающие приборы и установив стеклопакеты. Однако также важно уделять внимание и небольшим действиям, которые зачастую легче выполнить.
👉 Как компенсировать углеродный следПолностью компенсировать углеродный след пока невозможно, однако можно этому поспособствовать. Посадка деревьев, сортировка мусора и другие экологические инициативы помогут окружающей среде и позволят сократить выброс парниковых газов в атмосферу.
Исследователи разрабатывают революционный способ устранения побочного продукта углерода из этиленоксида - химического вещества, используемого во многих повседневных продуктах.