Хвала вам што сте посетили Nature.com. Верзија прегледача коју користите има ограничену CSS подршку. За најбоље резултате, препоручујемо да користите новију верзију прегледача (или да искључите режим компатибилности у Internet Explorer-у). У међувремену, како бисмо осигурали континуирану подршку, приказујемо сајт без стилизовања или JavaScript-а.
Сада, пишући у часопису Joule, Унг Ли и колеге извештавају о студији пилот постројења за хидрогенизацију угљен-диоксида за производњу мравље киселине (K. Kim et al., Joule https://doi.org/10.1016/j. Joule.2024.01). 003;2024). Ова студија показује оптимизацију неколико кључних елемената производног процеса. На нивоу реактора, разматрање кључних својстава катализатора као што су каталитичка ефикасност, морфологија, растворљивост у води, термичка стабилност и доступност ресурса великих размера може помоћи у побољшању перформанси реактора, уз одржавање ниских потребних количина сировина. Овде су аутори користили рутенијумски (Ru) катализатор на мешовитом ковалентном триазин бипиридил-терефталонитрилном оквиру (названом Ru/bpyTNCTF). Оптимизовали су избор одговарајућих аминских парова за ефикасно хватање и конверзију CO2, одабравши N-метилпиролидин (NMPI) као реактивни амин за хватање CO2 и подстицање реакције хидрогенације да би се формирао формијат, и N-бутил-N-имидазол (NBIM) да служи као реактивни амин. Након изоловања амина, формијат се може изоловати за даљу производњу FA кроз формирање транс-адукта. Поред тога, побољшали су услове рада реактора у погледу температуре, притиска и односа H2/CO2 како би максимизирали конверзију CO2. Што се тиче дизајна процеса, развили су уређај који се састоји од реактора са струјним слојем и три континуиране дестилационе колоне. Преостали бикарбонат се дестилује у првој колони; NBIM се припрема формирањем транс-адукта у другој колони; производ FA се добија у трећој колони; Избор материјала за реактор и кулу је такође пажљиво разматран, при чему је за већину компоненти изабран нерђајући челик (SUS316L), а за трећу кулу је изабран комерцијални материјал на бази цирконијума (Zr702) како би се смањила корозија реактора због његове отпорности на корозију горивних склопова, а трошкови су релативно ниски.
Након пажљиве оптимизације производног процеса – одабира идеалне сировине, пројектовања реактора са струјним слојем и три колоне за континуирану дестилацију, пажљивог одабира материјала за тело колоне и унутрашње паковање ради смањења корозије и финог подешавања радних услова реактора – аутори демонстрирају да је изграђено пилот постројење са дневним капацитетом од 10 кг горивног склопа, способно да одржава стабилан рад дуже од 100 сати. Пажљивом анализом изводљивости и животног циклуса, пилот постројење је смањило трошкове за 37% и потенцијал глобалног загревања за 42% у поређењу са традиционалним процесима производње горивних склопова. Поред тога, укупна ефикасност процеса достиже 21%, а његова енергетска ефикасност је упоредива са ефикасношћу возила на горивне ћелије покретана водоником.
Ћиао, М. Пилот производња мравље киселине из хидрогенизованог угљен-диоксида. Nature Chemical Engineering 1, 205 (2024). https://doi.org/10.1038/s44286-024-00044-2