Ny metode skaper viktige industrielle kjemikalier enkelt og billig

The Third Industrial Revolution: A Radical New Sharing Economy (Juni 2019).

Anonim

Et Washington State University forskningsteam har brukt en enkel, vanlig industriell prosess på en ny måte å skape kjemikalier som brukes mye som drivstofftilsetningsstoffer og som råmateriale for myknere, vaskemidler, smøremidler og kosmetikk.

Ved å bruke Fischer-Tropsch-prosessen for å lage alkoholer og aldehyder i store mengder, kan det redusere kostnadene og energien som kreves for å produsere kjemikaliene og muligens gi renere produksjon.

Arbeidet er rapportert i dagens utgave av Nature Communications. Et patent er innlevert på prosessen av Norbert Kruse, WSU Voiland Distinguished Professor, og Yizhi Xiang, en postdoktor i Gene og Linda Voiland School of Chemical Engineering og Bioengineering. Kruse holder en felles avtale ved US Department of Energys Pacific Northwest National Laboratory i Richland, Wash.

Fischer-Tropsch-prosessen gir petrokjemisk alternativ

Fischer-Tropsch-prosessen er en kjemisk reaksjon som bruker katalysatorer for å konvertere to gasser, karbonmonoksid og hydrogen til flytende brensel i en enkel, en-trinns prosess. Det har vært brukt i nesten et århundre for å skape flytende brensel, som er laget av lange kjeder av molekyler som bare inneholder karbon og hydrogen.

Nåværende industrielle prosesser for å gjøre alkoholer og aldehyder krever å starte med et komplekst, petrokjemisk-basert målmolekyl, en olefin, som deretter omdannes til flytende kjemikalier i en komplisert serie av flere trinn.

For å gjøre alkoholene og aldehyder i en-trinns Fischer-Tropsch-prosessen brukte WSU-forskerne en katalysator laget av kobolt, mangan og kalium. For å danne væsken reagerer de to gassene på overflaten av den faste katalysatoren.

"Katalysatorpreparasjonen er veldig viktig, " sa Kruse. "Og kjemikalieaspektet er fantastisk: Begynn med bare to gasser, vi ender med en teknisk nyttig væske som du vanligvis bare oppnår etter en rekke trinn i petrokjemisk raffinering. Jeg tror det er en god sjanse for industriell implementering."

Både kobolt og mangan er rikelig tilgjengelig, og hele prosessen kan være betydelig billigere enn mer kompliserte metoder.

Kommersialisering pågår

Forskerne bestemte seg også for første gang at de kan lage forskjellige mengder kjemikalier avhengig av forholdet mellom karbonmonoksid og hydrogengasser.

"Dette har sjelden blitt gjort så langt, " sa Kruse. "Det var mest spennende å se hvor lett du kan påvirke de relative mengdene kjemikalier du produserer uten å endre lengden på hydrokarbonstillaset."

Forskerne har begynt å jobbe med industripartnere for å kommersialisere sin metode.

Selv om det har blitt brukt i nesten et århundre, forstår forskerne ikke akkurat hvordan Fischer-Tropsch-prosessen fungerer på molekylivå.

"Vi gjør fremgang og jobber veldig hardt med det, " sa Kruse. "Muligens kan vi knekke den mutteren."

menu
menu