Minnesota Üniversitesi Twin Cities’deki araştırmacılar, hidrojen ve karbon atomlarından yapılmış bileşikler olan bir hidrokarbon karışımında bir molekülü seçici olarak yakmak için bir katalizörün kullanılabileceği yeni bir yöntem keşfettiler.
Bu yeni yöntem, kirleticilerin çıkarılmasına ve yakıt ve ilaçların üretiminden gübrelere ve plastiklere kadar değişen endüstriyel süreçler için verimliliği artırmaya yardımcı olabilir.
Araştırma şurada yayınlandı Bilim.
Kimyasal bir reaksiyonu hızlandıran bir madde olan bir bizmut oksit katalizörü kullanarak araştırmacılar, bir yankılanma karışımında bir molekülü seçici olarak yakabilirler. Araştırmacılar, etilen ile karışımlarda küçük miktarlarda asetilen bile etkili bir şekilde yanabileceğinizi gösterdiler. Asetilenin çıkarılması, polietilen plastiklerin üretimi için hayati önem taşıyan polimerizasyon katalizörlerinin yılda 120 milyon metrik tonu aşan bir pazar için hayati önem taşımasını önlemek için önemli bir süreçtir.
Kimya Mühendisliği ve Malzeme Bilimi ve Baş Araştırmacı bölümünde seçkin bir McKnight Üniversitesi profesörü olan Aditya Bhan, “Başka hiç kimse düşük konsantrasyonlarda, başkalarıyla karışımlarda bulunan bir hidrokarbon yakabileceğinizi göstermedi.” Dedi.
Geleneksel olarak, yanma işlemleri, ısı üretmek için yüksek sıcaklıklarda tüm hidrokarbon yakıt karışımlarını yakmak için kullanılır. Bir katalizörün kullanılması, araştırmacıların bir molekülü yakma zorluğuyla başa çıkmalarına izin verdi, ancak diğerlerini değil. Bismut oksit katalizörü, kimyasal döngü adı verilen bir işlemde dış kaynaktan oksijen kullanmak yerine yanma sırasında kendi oksijenini sağladığı için benzersizdir.
Matthew Jacob, “Katalizörden oksijeni çıkarabildik ve katalizörün hafifçe değiştiği, ancak reaktivitesinin etkilenmediği birçok kez geri koyabildik. Minnesota Kimya Mühendisliği Ph.D. makalede aday ve ilk yazar.
Geleneksel olarak, küçük kirletici maddeler konsantrasyonlarının ortadan kaldırılması çok zor ve enerji yoğundur, ancak bu yeni yöntem daha enerji tasarruflu bir alternatif sağlayabilir.
Kimya Mühendisliği ve Malzeme Bilimi ve Kıdemli Ortak Yazar bölümünde profesör olan Matthew Neurock, “Bu işlemi seçici olarak yapmak istiyorsunuz. Asetilen ve diğer iz hidrokarbon kirleticilerinin bu şekilde çıkarılması daha enerji tasarruflu olabilir.” Dedi. “Sadece moleküllerin geri kalanına dokunmadan bazı molekülleri çıkarmak için bir gaz karışımına girebilmek istiyorsunuz.”
Araştırmacılar, uzun vadeli etkinin yüksek olabileceğini, çünkü katalizörlerin modern toplumda dokunduğumuz hemen hemen her şeyde kullanıldığını söyledi-yakıt ve ilaç üretiminden gübrelere ve plastiklere kadar. Moleküllerin katalizör yüzeylerinde nasıl yandığını ve yanmadığını anlamak, yakıt ve plastik üretimini daha verimli hale getirmek için değerlidir.
Stanford Üniversitesi SLAC Ulusal Hızlandırıcı Laboratuarı’nda seçkin bir bilim adamı olan Simon Bare, “Bir katalizörün nasıl çalıştığını anlayabiliyorsak, herhangi bir tepkiye adapte olabiliriz,” dedi. . “Bu, modern yaşamda gereken yakıt ve kimyasalları üreten katalizörlerin çevrelerine nasıl tepki verdiğini anlamamıza yardımcı olabilir.”
Bhan, Jacob, Neurock ve Bare’ye ek olarak, Minnesota Üniversitesi Kimya Mühendisliği ve Malzeme Bilimi Ekibi Bölümü, lisansüstü öğrenciler Rishi Raj ve Huy Nguyen ve Profesör Andre Mkhoyan ile birlikte Minnesota Üniversitesi Karakterizasyon Tesisi’nden Javier Garcia-Barriocanal dahil . Ek ekip üyeleri arasında Jiyun Hong, Jorge E. Perez-Aguilar ve Stanford Üniversitesi SLAC Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı’ndan Adam S. Hoffman vardı.
