Uspešno smanjenje uticaja hemijske industrije na životnu sredinu zasniva se na pronalaženju ekološki prihvatljivijih načina za proizvodnju osnovnih hemijskih blokova koji se koriste u širokoj potrošnji. Proizvodni procesi, naročito u hemijskoj industriji, imaju značajan negativan uticaj na životnu sredinu kako zbog potrošnje energije, tako i zbog emisije štetnih gasova. Iako je proizvodnja hemikalija u velikoj meri integrisana u naš svakodnevni život, postoji imperativ za pronalaženjem održivijih rešenja.
Istraživači su se fokusirali na korišćenje obnovljivih izvora energije i alternativnih metoda za proizvodnju osnovnih hemijskih blokova koji se koriste u proizvodnji najčešće korišćenih jedinjenja. Cilj je smanjiti negativan uticaj hemijske industrije na životnu sredinu kroz implementaciju zelenih inovacija.
Nedavna studija objavljena u časopisu Journal of the American Chemical Society istraživala je ciklične amine kao ključne gradivne blokove za fine hemikalije. Ova jedinjenja su od suštinskog značaja za proizvodnju materijala kao što su lekovi, pesticidi i drugi proizvodi koji se koriste u svakodnevnom životu. Piperidin, kao jedan od cikličnih amina, ima široku primenu u finoj hemijskoj industriji.
Tradiconalne metode dodavanja vodonika cikličnim aminima koji sadrže azot zahtevaju upotrebu gasa vodonika kao izvora protona i elektrona. Međutim, ovaj proces je energetski intenzivan i doprinosi emisiji ugljenika u atmosferu. Srećom, istraživači su razvili elektrolizer sa anjonoizmenjivačkom membranom (AEM) kao alternativu ovim metodama.
AEM elektrolizer omogućava hidrogenaciju različitih aromatičnih jedinjenja na sobnoj temperaturi i pritisku, bez korišćenja kiselih aditiva koji su neophodni u tradicionalnim metodama. Ovaj proces se zasniva na razdvajanju vode na atomski vodonik i kiseonik, pri čemu se dobijeni atomski vodonik dodaje cikličnom jedinjenju.
Osim toga, AEM elektrolizer pokazuje veliku fleksibilnost u radu sa različitim aromatičnim jedinjenjima koja sadrže azot, što ga čini obećavajućim za različite primene. Razvojem ove metode koja funkcioniše pri ambijentalnim uslovima, potrošnja električne energije za proces se značajno smanjuje.
Naoki Šida, prvi autor studije i istraživač na Nacionalnom univerzitetu Jokohama, ističe da nova metoda elektrokatalitičke hidrogenacije nudi značajan potencijal za industrijsku upotrebu u proizvodnji farmaceutskih proizvoda i finih hemikalija. Ovaj proces koristi obnovljivu energiju i vodu kao izvore energije, umesto fosilnih goriva.
Napredak ove tehnologije do industrijske razmere omogućio bi farmaceutskim kompanijama i kompanijama fine hemije da je usvoje u svojoj proizvodnji, što bi doprinelo smanjenju ukupnog ugljeničnog otiska industrije hemijske proizvodnje. Japanski institut za istraživanje sinhrotronskog zračenja podržao je ovo istraživanje.
Informacije o ovom istraživanju možete pronaći u časopisu Journal of the American Chemical Society pod naslovom „Elektrokatalitička hidrogenacija piridina i drugih aromatičnih jedinjenja koja sadrže azot.“
