Les métaux liquides pourraient être la remedy tant attendue pour « écologiser » l’industrie chimique, selon des chercheurs qui ont testé une nouvelle technique qu’ils espèrent pouvoir remplacer les processus de génie chimique énergivores remontant au début du 20e siècle.
La generation chimique représente environ 10 à 15 pour cent des émissions totales de gaz à effet de serre. As well as de 10 pour cent de l’énergie totale mondiale est également utilisée dans les usines chimiques.
Les résultats publiés dans Mother nature Nanotechnology offrent aujourd’hui une innovation indispensable qui s’éloigne des anciens catalyseurs énergivores fabriqués à partir de matériaux solides. La recherche est dirigée par le professeur Kourosh Kalantar-Zadeh, directeur de l’école de génie chimique et biomoléculaire de l’université de Sydney, et le Dr Junma Tang, qui travaille conjointement à l’université de Sydney et à l’UNSW.
Un catalyseur est une compound qui accélère et facilite les réactions chimiques sans participer à la réaction. Les catalyseurs solides, généralement des métaux solides ou des composés solides de métaux, sont couramment utilisés dans l’industrie chimique pour fabriquer des plastiques, des engrais, des carburants et des matières premières.
Cependant, la generation chimique utilisant des procédés solides est gourmande en énergie et nécessite des températures pouvant atteindre mille degrés centigrades.
Le nouveau procédé utilise plutôt des métaux liquides, en l’occurrence en dissolvant l’étain et le nickel, ce qui leur confère une mobilité distinctive, leur permettant de migrer à la area des métaux liquides et de réagir avec des molécules d’entrée telles que l’huile de canola. Cela entraîne la rotation, la fragmentation et le réassemblage des molécules d’huile de canola en chaînes organiques plus petites, notamment le propylène, un carburant à haute énergie very important pour de nombreuses industries.
« Notre méthode offre une possibilité sans précédent à l’industrie chimique de réduire la consommation d’énergie et de rendre les réactions chimiques in addition écologiques », a déclaré le professeur Kalantar-Zadeh.
« On s’attend à ce que le secteur chimique soit responsable de furthermore de 20 pour cent des émissions d’ici 2050 », a déclaré le professeur Kalantar-Zadeh. « Mais l’industrie chimique est beaucoup moins obvious que d’autres secteurs – un changement de paradigme est critical. »
Remark fonctionne le processus
Les atomes des métaux liquides sont disposés de manière plus aléatoire et ont une as well as grande liberté de mouvement que les solides. Cela leur permet d’entrer facilement en make contact with et de participer à des réactions chimiques. « En théorie, ils peuvent catalyser des produits chimiques à des températures beaucoup plus basses, ce qui signifie qu’ils nécessitent beaucoup moins d’énergie », a déclaré le professeur Kalantar-Zadeh.
Dans leurs recherches, les auteurs ont dissous du nickel et de l’étain à position de fusion élevé dans un métal liquide à foundation de gallium avec un position de fusion de seulement 30 degrés centigrades.
« En dissolvant le nickel dans le gallium liquide, nous avons eu accès au nickel liquide à très basse température, agissant comme un « super » catalyseur ». En comparaison, le issue de fusion du nickel solide est de 1 455 degrés centigrades. Le même effet, dans une moindre mesure, est également expérimenté pour l’étain métallique dans le gallium liquide », a déclaré le Dr Tang.
Les métaux étaient dispersés dans des solvants métalliques liquides au niveau atomique. « Nous avons donc accès à des catalyseurs à atome special. L’atome one of a kind constitue la surface d’accessibilité la plus élevée pour la catalyse, ce qui offre un avantage remarquable à l’industrie chimique », a déclaré le Dr Arifur Rahim, auteur principal et boursier DECRA à l’École de génie chimique et biomoléculaire.
Les chercheurs ont déclaré que leur formule pourrait également être utilisée pour d’autres réactions chimiques en mélangeant des métaux à l’aide de processus à basse température.
« La catalyse nécessite une température si basse que nous pourrions même théoriquement le faire dans la delicacies avec une desk de cuisson à gaz – mais n’essayez pas cela à la maison », a déclaré le Dr Tang.
