Duo Pembentuk Paduan Bersatu untuk Meningkatkan Kemungkinan untuk Etanol

Duo Pembentuk Paduan Bersatu untuk Meningkatkan Kemungkinan untuk Etanol


Newswise – Meskipun biasanya kita menganggap etanol sebagai bahan bakar untuk tangki bensin, namun juga dapat diubah menjadi bahan kimia berharga yang dapat membantu menggantikan berbagai produk berbasis minyak bumi selain hanya bensin. Namun, mengembangkan etanol untuk industri yang lebih luas membutuhkan proses kimia yang lebih efisien daripada yang tersedia saat ini.

Para ilmuwan di Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) telah mengembangkan katalis baru yang mengubah etanol menjadi C.5+ keton yang dapat berfungsi sebagai bahan dasar untuk segala hal mulai dari pelarut hingga bahan bakar jet. Dalam makalah baru, mereka menjelaskan kimia terobosan ini dan mekanisme di baliknya.

Peningkatan satu panci etanol ke C.5+ keton

Katalis diperlukan untuk mempercepat transformasi kimia yang mengubah etanol menjadi senyawa lain. Agar dapat bertahan secara komersial, katalis harus sangat aktif sambil tetap secara selektif menghasilkan produk kimia yang diinginkan — dengan kata lain, katalis harus menghasilkan bahan yang tepat seperti yang diinginkan. Ilmuwan mencari katalis untuk etanol yang dapat melepaskan senyawa yang tepat secara efisien dan melakukannya berulang kali. Dalam kimia yang membutuhkan banyak langkah reaksi dalam rangkaian panjang reaksi kimia menuju produk akhir, ini bisa menjadi urutan yang sulit.

Katalis yang dikembangkan di PNNL memadatkan banyak reaksi menjadi satu langkah. Etanol memenuhi katalis di bawah suhu tinggi (370 ° C, atau 698 ° F) dan tekanan (300 pon per inci persegi). Kemudian dengan cepat berubah menjadi produk yang mengandung lebih dari 70 persen C5+ keton. Katalis juga tampak kuat, tetap stabil selama 2.000 jam penggunaan. Tujuan akhirnya adalah memiliki katalis yang dapat bertahan selama 2 hingga 5 tahun.

Untuk penelitian mereka, para ilmuwan menggabungkan seng oksida dan zirkonium dioksida untuk katalis. Katalis oksida campuran semacam itu biasanya tidak mencapai selektivitas seperti itu, malah memintal terlalu banyak produk sampingan yang tidak diinginkan.

Tetapi para peneliti menambahkan bahan utama lain ke dalam campuran tersebut: paladium. Selama proses, paladium dan seng membentuk paduan yang berperilaku sangat berbeda dari bagian penyusunnya, mengkatalisasi hanya langkah-langkah reaksi yang diperlukan yang mengarah pada pembentukan C.5+ keton.

“Yang baru adalah memproduksi keton ini dengan membentuk paduan antara paladium dan seng selama reaksi,” kata Karthi Ramasamy, rekan penulis studi dan insinyur penelitian senior di PNNL. “Begitu banyak langkah perantara yang semuanya terjadi pada satu katalis ini — setiap langkah memerlukan komponen katalis yang berbeda untuk mengaktifkannya.”

Satu katalis, operasi fleksibel

Katalis dapat digunakan untuk membuat 2-pentanone dan / atau 2-heptanone, yang digunakan dalam pelarut untuk industri elektronik dan biasanya berasal dari minyak bumi. C5+ keton juga dapat berfungsi sebagai perantara untuk menghasilkan bahan bakar campuran, pelumas, bahan bakar jet, dan bahan bakar diesel. Menghasilkan produk semacam itu dari etanol terbarukan daripada sumber daya fosil dapat membantu mengurangi emisi gas rumah kaca dan meningkatkan keamanan energi.

“Katalis ini sangat fleksibel,” kata Ramasamy. “Kami dapat melakukan penyesuaian pada kondisi operasi, seperti suhu dan tekanan, untuk mencapai komposisi produk yang diinginkan.”

Prosesnya lebih rinci dalam makalah “Konversi Katalitik Langsung Etanol ke C5 + Keton: Peran Paduan Pd – Zn pada Aktivitas Katalitik dan Stabilitas,” yang diterbitkan dalam jurnal Angewandte Chemie Edisi Internasional. Rekan penulis Ramasamy adalah Senthil Subramaniam, Mond F. Guo, Michel Gray, Abraham Martinez, Libor Kovarik di PNNL; Xiao Zhang di Washington State University; dan Tanmayi Bathena, Konstantinos A. Goulas di Oregon State University.

Teknologi untuk mengubah etanol menjadi keton tersedia untuk mendapatkan izin dari kantor komersialisasi PNNL. Untuk informasi lebih lanjut, hubungi Allan Tuan.

Penelitian ini didanai oleh program Laboratory Directed Research and Development di PNNL dan inisiatif Co-Optimization of Fuels & Engine (Co-Optima) Departemen Energi AS (DOE), yang berfokus pada bagaimana inovasi simultan dalam bahan bakar dan mesin dapat meningkatkan penghematan bahan bakar. dan performa kendaraan sekaligus mengurangi emisi. Disponsori oleh Kantor DOE untuk Kantor Efisiensi Energi dan Teknologi Kendaraan Energi Terbarukan dan Kantor Teknologi Bioenergi, mitra Co-Optima mencakup sembilan laboratorium nasional, serta lebih dari 20 universitas dan mitra industri.


Diposting Oleh : https://singaporeprize.co/

About the author