Ett forskarlag vid Freie Universität Berlin har framgångsrikt utvecklat en metod för att lagra och elektrolysera gasformig väteklorid i form av en jonisk vätska. Metoden gör att klorväte som skapats som en biprodukt i traditionella kloreringsprocesser kan återvinnas och återvinnas på ett säkrare sätt.
Denna utveckling utgör också ett viktigt bidrag till att göra den kemiska industrin mer hållbar och erbjuda alternativa energilösningar. Resultaten av studien publicerades nyligen i tidskriften Science Advances under titeln "Bikloridbaserade joniska vätskor för sammanslagning, bearbetning och elektrolys av väteklorid."
Klorväte (HCl) är en viktig biprodukt från den kemiska industrin - och kan elektrolyseras för att generera väte och klor. Klor är en av de viktigaste baskemikalierna som krävs för framställning av oumbärliga polymerer som polyuretaner och polykarbonater, medan väte kan vara nyckeln till framtidens energi.
Men för att denna bearbetning ska ske måste HCl först transporteras säkert från industriella tillverkningsanläggningar till speciella elektrolysanläggningar som drivs med grön energi. På grund av den tekniskt krävande karaktären hos dess säkra transport, har sådana applikationer för HCl i stort sett undvikits hittills. Som sådan har potentialen för denna värdefulla resurs endast delvis realiserats hittills.
Under ledning av professor i oorganisk kemi Sebastian Hasenstab-Riedel och i samarbete med partners från Technische Universität Berlin har ett team av forskare vid Freie Universität Berlin utvecklat en säker metod för att lagra HCl. Genom att omvandla det till en jonisk vätska kan väteklorid hanteras säkrare i sitt vattenfria (vattenfria) tillstånd.
Forskarna upptäckte att HCl-gas säkert kan bindas till saltet trietylmetylammoniumklorid för att skapa en jonisk vätska som kallas "biklorid" under omgivande förhållanden. Det kan sedan också säkert frigöras från denna biklorid efter transport eller lagring. Detta tillvägagångssätt är inte bara säkrare än traditionella tekniker, dess elektrolys lovar också att bli mer energieffektiv än traditionella system. Dessutom kan bikloriden också användas för att syntetisera andra baskemikalier som sedan kan användas för att tillverka plast eller silikoner.
– Klor och väteklorid blir allt viktigare när det gäller att inleda en mer hållbar framtid för den energiintensiva kemiska industrin, säger Hasenstab-Riedel. Han betonar att tekniken som utvecklats av hans team erbjuder idealiska förutsättningar för att lagra och transportera väteklorid på ett kostnadseffektivt och säkert sätt.
– Det här är ett viktigt steg mot att producera klor på ett mer hållbart sätt, till exempel med el producerad med förnybar energi, säger Hasenstab-Riedel. På grund av klorets industriella betydelse kan detta system dessutom spela en viktig roll för att stabilisera elnätet och på så sätt stödja en övergång till mer hållbara energimetoder. Förmågan att lagra väteklorid som joniska vätskor banar väg för ett mer hållbart sätt att utföra grundläggande kemiska processer.
Mer information: Gesa H. Dreyhsig et al, Bikloridbaserade joniska vätskor för sammanslagning, bearbetning och elektrolys av väteklorid, Science Advances (2024). DOI:10.1126/sciadv.adn5353
Journalinformation: Vetenskapens framsteg
Tillhandahålls av Free University of Berlin
