Eten, eller eten, är ett primärt råmaterial för den kemiska industrin, inklusive som utgångsmaterial för tillverkning av en mängd olika plaster. I journalen Angewandte Chemie , forskare har nu introducerat en ny elektrokemisk teknik för selektiv och energieffektiv produktion av eten från kolmonoxid, som kan erhållas från förnybara resurser och avfall.

Ur både ekonomisk och miljömässig synvinkel, omvandlingen av kolmonoxid (CO) till eten med energieffektiva metoder är en viktig process för användning av icke-petrokemiska råvaror. I dag, eten produceras vanligtvis genom ångsprickning av nafta som härrör från petroleumraffinaderier. I denna process, långkedjiga kolväten delas upp i kortare kedjor vid 800 till 900 ° C. Alternativt, eten kan produceras från syntesgas - en blandning av CO och väte som erhålls från kolförgasning - även om det också kan erhållas från biogas, trä, och avfall som kolkällor.

Fischer-Tropsch-processen kan användas för att omvandla syntesgas till en blandning av kolväten, inklusive eten. Nackdelarna med denna metod är de energikrävande förhållandena på 200 till 250 ° C, 5 till 50 bar tryck, och förbrukningen av värdefullt väte. Dessutom, högst 30% av produkterna är de föredragna C2 -kolvätena (eten och etan). Bildandet av längre kedjor kan inte förhindras, processen för att separera ut eten är komplex, och 30-50% CO ₂ produceras också, vilket är ett oönskat utsläpp och representerar slöseri med kol.

Forskare som arbetar med Dehui Deng vid Xiamen University och Dalian Institute of Chemical Physics vid den kinesiska vetenskapsakademien har nu introducerat en ny metod för en direkt elektrokatalytisk process för den högselektiva produktionen av eten. I denna metod, CO reduceras med vatten vid rumstemperatur och standardtryck, med hjälp av en kopparkatalysator och elektrisk ström.

Genom att optimera strukturen för deras gasdiffusionselektrod, forskarna kunde uppnå en oöverträffad faradaisk effektivitet (laddningsöverföringseffektivitet inom en elektrokemisk reaktion) på 52,7% och de spräckte 30% -gränsen för C ₂ selektivitet. Inget CO ₂ utsläpp sker. Framgången med tillvägagångssättet beror på ett mikroporöst lager av kolfibrer med en optimalt inställd hydrofobicitet, som fungerar som ett stöd för katalytiskt aktiva kopparpartiklar, och en optimerad kaliumhydroxidkoncentration i vattenfasen. Detta ökar CO -koncentrationen vid elektroden och ökar kopplingen mellan kolatomerna. Biverkningarna av denna reaktion, etanol, n-propanol, och ättiksyra, är vätskor, möjliggör enkel separation av gasformig eten.