این فناوری جدید شیرین، طعم ترش را کاربردی‌تر می‌کند. googletag.cmd.push(function(){googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′);});
مهندسان دانشگاه رایس مستقیماً مونوکسید کربن را از طریق یک راکتور کاتالیزوری پیوسته به اسید استیک (یک ماده شیمیایی پرکاربرد که به سرکه طعم تندی می‌دهد) تبدیل می‌کنند که می‌تواند به طور مؤثر از برق تجدیدپذیر برای تولید محصولات بسیار خالص استفاده کند.
فرآیند الکتروشیمیایی در آزمایشگاه مهندسان شیمی و زیست‌مولکولی در دانشکده مهندسی براون دانشگاه رایس، مشکل تلاش‌های قبلی برای کاهش مونوکسید کربن (CO) به اسید استیک را حل کرده است. این فرآیندها نیاز به مراحل اضافی برای خالص‌سازی محصول دارند.
این راکتور سازگار با محیط زیست از مس مکعبی نانومتری به عنوان کاتالیزور اصلی و یک الکترولیت جامد منحصر به فرد استفاده می‌کند.
در ۱۵۰ ساعت کار مداوم آزمایشگاهی، میزان اسید استیک در محلول آبی تولید شده توسط این دستگاه تا ۲٪ بود. خلوص جزء اسیدی به ۹۸٪ می‌رسد که بسیار بهتر از جزء اسیدی تولید شده توسط تلاش‌های اولیه برای تبدیل کاتالیزوری مونوکسید کربن به سوخت مایع است.
اسید استیک به عنوان ماده نگهدارنده در کاربردهای پزشکی به همراه سرکه و سایر مواد غذایی استفاده می‌شود. به عنوان حلال برای جوهرها، رنگ‌ها و پوشش‌ها استفاده می‌شود؛ در تولید وینیل استات، وینیل استات پیش‌ساز چسب سفید معمولی است.
فرآیند رایس بر اساس یک راکتور در آزمایشگاه وانگ است و اسید فرمیک را از دی اکسید کربن (CO2) تولید می‌کند. این تحقیق پایه و اساس مهمی را برای وانگ (که اخیراً به عنوان همکار پاکارد منصوب شده است) بنا نهاد، که کمک هزینه 2 میلیون دلاری بنیاد ملی علوم (NSF) را برای ادامه بررسی راه‌های تبدیل گازهای گلخانه‌ای به سوخت‌های مایع دریافت کرد.
وانگ گفت: «ما در حال ارتقای محصولات خود از یک ماده شیمیایی تک کربنی اسید فرمیک به یک ماده شیمیایی دو کربنی هستیم که چالش برانگیزتر است.» «مردم به طور سنتی اسید استیک را در الکترولیت‌های مایع تولید می‌کنند، اما هنوز عملکرد ضعیفی دارند و محصولات با مشکل جداسازی الکترولیت مواجه هستند.»
سنفتله افزود: «البته، اسید استیک معمولاً از CO یا CO2 سنتز نمی‌شود.» «نکته اینجاست: ما گاز زائدی را که می‌خواهیم کاهش دهیم جذب می‌کنیم و آن را به محصولات مفید تبدیل می‌کنیم.»
یک اتصال دقیق بین کاتالیزور مس و الکترولیت جامد انجام شد و الکترولیت جامد از راکتور اسید فرمیک منتقل شد. وانگ گفت: «گاهی اوقات مس مواد شیمیایی را از دو مسیر مختلف تولید می‌کند.» «می‌تواند مونوکسید کربن را به اسید استیک و الکل کاهش دهد. ما یک مکعب با وجهی طراحی کردیم که می‌تواند اتصال کربن-کربن را کنترل کند و لبه‌های اتصال کربن-کربن منجر به اسید استیک به جای سایر محصولات می‌شود.»
سنفتل و مدل محاسباتی تیمش به اصلاح شکل مکعب کمک کردند. او گفت: «ما می‌توانیم نوع لبه‌های روی مکعب را نشان دهیم که اساساً سطوح موج‌دارتری هستند. آن‌ها به شکستن کلیدهای CO خاص کمک می‌کنند، به طوری که می‌توان محصول را به نحوی دستکاری کرد.» مکان‌های لبه بیشتر به شکستن پیوند مناسب در زمان مناسب کمک می‌کنند.»
سنفتلر گفت که این پروژه به خوبی نشان می‌دهد که چگونه نظریه و آزمایش باید به هم متصل شوند. او گفت: «از ادغام اجزا در راکتور گرفته تا مکانیسم سطح اتمی، این نمونه خوبی از سطوح مختلف مهندسی است.» «این با موضوع فناوری نانو مولکولی مطابقت دارد و نشان می‌دهد که چگونه می‌توانیم آن را به دستگاه‌های دنیای واقعی گسترش دهیم.»
وانگ گفت که گام بعدی در توسعه یک سیستم مقیاس‌پذیر، بهبود پایداری سیستم و کاهش بیشتر انرژی مورد نیاز برای این فرآیند است.
دانشجویان تحصیلات تکمیلی دانشگاه رایس، ژو پنگ، لیو چونیان و شیا چوان، و جی. ایوانز اتول-ولچ، محقق پسادکترا، مسئول اصلی این مقاله هستند.
شما می‌توانید مطمئن باشید که کارکنان تحریریه ما هر بازخورد ارسالی را از نزدیک رصد می‌کنند و اقدامات لازم را انجام خواهند داد. نظر شما برای ما بسیار مهم است.
آدرس ایمیل شما فقط برای اطلاع گیرنده از فرستنده ایمیل استفاده می‌شود. نه آدرس شما و نه آدرس گیرنده برای هیچ هدف دیگری استفاده نخواهد شد. اطلاعاتی که وارد می‌کنید در ایمیل شما ظاهر می‌شود، اما Phys.org آنها را به هیچ شکلی نگهداری نخواهد کرد.
به‌روزرسانی‌های هفتگی و/یا روزانه را به صندوق ورودی خود ارسال کنید. می‌توانید در هر زمان اشتراک خود را لغو کنید و ما هرگز اطلاعات شما را با اشخاص ثالث به اشتراک نمی‌گذاریم.
این وب‌سایت از کوکی‌ها برای کمک به پیمایش، تجزیه و تحلیل استفاده شما از خدمات ما و ارائه محتوا از اشخاص ثالث استفاده می‌کند. با استفاده از وب‌سایت ما، شما تأیید می‌کنید که سیاست حفظ حریم خصوصی و شرایط استفاده ما را خوانده و متوجه شده‌اید.