Это развитие во главе с Благом доцента Джейсона Йео Сянцзян от Отдела Химии в Отделении естественных наук NUS и Научно-исследовательском институте Солнечной энергии Сингапура (SERIS) было сначала издано в научном журнале ACS Sustainable Chemistry & Engineering.Проблемы текущего производства этиленаЭтилен, который является стандартным блоком полиэтилена, является важным химическим сырьем для промышленности, произведенным в больших количествах для производственных пластмасс, резины и волокон.
Больше чем 170 миллионов тонн этилена были произведены во всем мире в 2015 одни, и мировой спрос, как ожидают, превысит 220 миллионов тонн к 2020.Текущее промышленное производство этилена использует паровое взламывание ископаемого топлива в между 750°C к 950°C, который потребляет большую сумму энергии и излагает напряжение на естественные топливные ресурсы. Текущий метод также оставляет значительный углеродный след, испуская приблизительно две тонны углекислого газа для каждой тонны произведенного этилена.
По сути, есть растущий спрос на более чистый и более стабильный способ произвести этилен.Принятие искусственного фотосинтезаПризнавая потребность в более экологичном методе, Asst профессор Йео и его команда насладились возобновляемой энергией, чтобы произвести этилен. Команда сначала проектировала медный катализатор в 2015, который мог произвести этилен от легко доступной воды и углекислого газа, когда приведено в действие электричеством.
Этот медный катализатор был впоследствии введен в искусственную систему фотосинтеза, чтобы преобразовать углекислый газ и воду в этилен, используя только солнечную энергию. Устройство прототипа, разработанное, чтобы выполнить реакцию, достигло 30 процентов faradaic эффективность этилена на основе суммы электронов, произведенных от солнечной энергии.
Полная энергоэффективность солнечных к этилену также сопоставима с уровнем энергоэффективности естественного фотосинтеза заводами.«Улавливание углерода – ключевой шаг в борьбе управляемым человеком изменением климата. Было устойчивое увеличение атмосферной концентрации углекислого газа, потому что темп выделений углекислого газа превышает темп улавливания углерода. Это было приписано как главная причина глобального потепления, которое приводит к нежелательным изменениям окружающей среды.
Наше устройство не только использует абсолютно возобновляемый источник энергии, но также и преобразовывает углекислый газ, парниковый газ во что-то полезное. Это могло потенциально закрыть углеродный цикл», сказал профессор Йео.Команда также включила батарею в устройство прототипа, чтобы достигнуть стабильного и непрерывного производства этилена, ключевой проблемы в искусственных системах фотосинтеза. Батарея аккумулирует избыточную солнечную энергию, собранную в день, чтобы привести устройство в действие ночью или под недостаточной освещенностью, гарантируя, что операции не прерваны переменной суммой солнечного света в течение дня.
Изобретение отмечает значительную веху в реализации масштабируемой искусственной системы фотосинтеза для чистого и стабильного производства важных органических молекул как этилен.В дальнейшем команда продолжит работать над их устройством, чтобы расширить производство этилена, а также использовать аналогичные системы, чтобы произвести жидкие виды топлива, такие как этанол и propanol.