Hidrojen ve Plastik Üretimi: Çift fonksiyonlu Yeni Katalizör
Fotoğraf : Dulce Morales, Steffen Cychy, Stefan Barwe, Dennis Hiltrop, Martin Muhler ve Wolfgang Schuhmann.
Bu katalizör ile plastik üretimi sürdürülebilir olabilir ve potansiyel enerji kaynağı olarak hidrojen üretimine olanak verebilir.
Bochum, Ruhr Üniversitesi’ndeki kimyacılar, plastik üretiminde yeni, düşük maliyetli bir katalizör geliştirdi. Bu katalizör biorafineri ürününü, plastiklerin sentezi için bir başlangıç materyaline dönüştürerek, yaygın olarak kullanılan PET’e sürdürülebilir bir alternatif oluşturabilir. Aynı zamanda, reaksiyon sırasında potansiyel enerji kaynağı olan hidrojen oluşturulabilir. Çalışma sırasında, Bochum merkezli Elektrokimyasal Bilimler Merkezi’nden Dr Stefan Barwe ve Prof Dr Wolfgang Schuhmann’ı çevreleyen ekip, Prof. Dr Martin Muhler liderliğindeki Endüstriyel Kimya RUB Laboratuvarı ile işbirliği yaptı. Araştırmacılar, 9 Temmuz 2018 tarihli Angewandte Chemie dergisinde çalışmalarını anlatıyor.
Wolfgang Schuhmann “Gıda maddesi olarak kullanılmayan biyokütlenin aksine, eğer başlangıç materyali olarak ham petrol kullanmazsak sürdürülebilir kimya endüstrisi için büyük bir adım atmış oluruz. ” dedi.
PET’e Bir Alternatif
Bochum merkezli araştırmacılar çalışmalarında, herhangi bir değerli metal içermediğinden, diğer birçok katalizöre kıyasla kolayca elde edilebilen ve uygun fiyatlı bir nikel borür katalizörü öne sürmektedir. Bu katalizör biyorafineri ürünü HMF’yi (5-hidroksimetil-furfural) FDCA’ya (2,5-furandikarboksilik asit) dönüştürebilir. Stefan Barwe, “FDCA endüstri için ilgi çekici çünkü poliesterlere işlenebilir.” diye açıklıyor. PET’e bir alternatif olan PEF bu şekilde üretilebilir ve bunların hepsi yenilenebilir hammaddelere örneğin bitkilere dayanır. ”
Hidrojen Üretimi Sayesinde Daha Az Enerji Tüketimi
Bochum merkezli ekip tarafından yürütülen testlerde katalizör başlangıç materyali olan HMF’yi yüzde 98,5 oranında ve herhangi bir atık ürün oluşturmadan, yarım saatte FDCA’ya dönüştürdü. Stefan Barwe bu geliştirmenin bir diğer faydasını, “Biz katalizörü hidrojenin de başarılı bir şekilde üretileceği koşullar altında etkili olacak şekilde tasarladık.” diyerek açıkladı. Araştırmacılar böylece başlangıç materyalini potansiyel enerji kaynağı olarak hidrojen sentezlemek için de kullanabileceklerdi. Hidrojen genellikle aynı zamanda oksijenin de üretildiği, suyun elektrolizi ile elde edilir. Özellikle enerji tüketen reaksiyon adımı olan oksijen oluşumu, araştırmacıların hidrojen oluşumunu ve FDCA üretimini birleştirmesiyle ortadan kaldırıldı.
Reaksiyon Mekanizması Açığa Kavuşturuldu
Ekip aynı zamanda reaksiyonu elektrokimyasal yöntemler ve kızılötesi (infrared) spektroskopi kullanarak adım adım açığa kavuşturdu. İlk olarak, kimyagerler ara ürünlerin HMF’yi FDCA’ya çevirdiğini gerçek zamanda izleyebildiler.
Kaynak : sciencedaily.com
