Istraživači sa Univerziteta Griffith razvili su inovativne, ekološki prihvatljive kvantne materijale koji mogu pokrenuti transformaciju metanola u etilen glikol.
Etilen glikol je važna hemikalija koja se koristi za proizvodnju poliestera (uključujući PET) i sredstava protiv smrzavanja, sa globalnom proizvodnjom od preko 35 miliona tona godišnje sa snažnim rastom.
Trenutno se uglavnom proizvodi od petrohemijskih proizvoda putem energetski intenzivnih procesa.
Metanol (CH 3 OH) se može održivo proizvoditi iz CO 2, otpada iz poljoprivredne biomase i plastičnog otpada kroz različite metode kao što su hidrogenacija, katalitička delimična oksidacija i fermentacija. Kao gorivo, metanol takođe služi kao kružni nosač vodonika i prekursor za brojne hemikalije.
Predvođen profesorom Kin Lijem, iz Griffithovog Centra za mikro- i nanotehnologiju u Kvinslendu, metoda tima koristi fotokatalizu na solarnu energiju za pretvaranje metanola u etilen glikol pod blagim uslovima. Ovaj proces koristi sunčevu svetlost za pokretanje hemijskih reakcija, što minimizira otpad i maksimizira upotrebu obnovljive energije.
Studija, „Koloidna sinteza ugljeničnih tačka-ZnSe nanoplatelet van der Valsovih heterostruktura za povećanje fotokatalitičkog stvaranja vodonika koji se može skladištiti u metanolu“, objavljena je u časopisu Small.
Dok su se prethodni pokušaji ove konverzije suočavali sa izazovima—kao što je potreba za toksičnim ili dragocenim materijalima—profesor Li i istraživački tim su identifikovali zelenije rešenje.
„Klimatske promene su veliki izazov sa kojim se čovečanstvo danas suočava“, rekao je profesor Li.
„Da bismo se pozabavili ovim, moramo da se fokusiramo na proizvodnju električne energije sa nultom emisijom, proizvodnju sa niskim emisijama i cirkularnu ekonomiju. Metanol se ističe kao ključna hemikalija koja povezuje ove tri strategije.
„Ono što smo stvorili je novi materijal koji kombinuje kvantne tačke ugljenika sa kvantnim bunarima selenida cinka.“
„Ova kombinacija značajno povećava fotokatalitičku aktivnost više od četiri puta veću od korišćenja samo ugljeničnih kvantnih tačaka, pokazujući efikasnost novog materijala“, rekao je glavni autor dr Dečao Čen.
Pristup je takođe pokazao visoku fotostruju, što ukazuje na efikasan prenos naelektrisanja unutar materijala, ključan za pokretanje željenih hemijskih reakcija.
Analize su potvrdile stvaranje etilen glikola, a nusprodukt ove reakcije je zeleni vodonik. Ovo otkriće otvara nove mogućnosti za korišćenje ekološki prihvatljivih materijala u fotokatalizi, otvarajući put održivoj hemijskoj proizvodnji.
Kao novi kvantni materijal, on takođe ima potencijal da dovede do daljeg napretka u fotokatalizi, sensingu i optoelektronici.
„Naše istraživanje pokazuje značajan korak ka zelenoj hemiji, pokazujući kako se održivi materijali mogu koristiti za postizanje važnih hemijskih transformacija“, kaže profesor Kin Li. „Ovo bi moglo da transformiše konverziju metanola i značajno doprinese smanjenju emisija.“
