تبدیل دی اکسید کربن به سوخت مایع (اسید فرمیک) با استفاده از راکتور شیمیایی جدید
محققان دانشگاه رایس واقع در تگزاس آمریکا موفق به ساخت یک راکتور شیمیایی شده‌اند که می‌تواند دی اکسید کربن را به اسید فرمیک خالص تبدیل کند. این ماده که با عنوان جوهر مورچه و متانوئیک اسید نیز شناخته می‌شود، به عنوان سوخت مایع مورد استفاده قرار می‌گیرد.
طبق گزارشات داده شده، یکی از کاربردهای اسید فرمیک این است که به عنوان منبع تامین مواد اولیه برای برخی فرایندهای شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرد و یک ترکیب مناسب برای ذخیره‌سازی هیدروژن محسوب می‌شود که با حجم برابر قادر است هزار برابر هیدروژن انرژی تولید کند.
در حال حاضر فرایند تبدیل دی اکسید کربن به اسید فرمیک با استفاده از فناوری‌های پالایش شیمیایی موجود، بسیار پرهزینه می‌باشد. اما گفتنی است که اسید فرمیک تولید شده با استفاده از راکتور جدید نیازی به پالایش نخواهد داشت. مزیت این فناوری جدید نسبت به روش‌های قدیمی در دو مولفه شامل یک کاتالیزور دوبعدی بیسموت و نوعی الکترولیت حالت جامد نهفته می‌باشد. به دلیل وجود این دو مولفه در فرایند تبدیل دی اکسید کربن به اسید فرمیک نیازی به نمک نمی‌باشد. در نتیجه عدم حضور نمک در فرایند شیمیایی، باعث می‌شود که دیگر نیازی به پالایش اسید فرمیک برای حذف نمک در مرحله اخر نباشد.
بیسموت چیست؟
بیسموت یک اتم بسیار سنگین می‌باشد که در مقایسه با فلزاتی مانند آهن یا کبالت، به ویژه در فرایندهای شیمیایی تحرک بسیار پایینی دارد. به همین دلیل موجب تثبیت کاتالیزور می‌شود. در حال حاضر تولید کاتالیست‌ها اغلب در مقیاس میلی‌گرم یا گرم می‌باشد، اما محققان راهکاری را یافتند که امکان تولید کاتالیزور دوبعدی بیسموت را در مقیاس کیلوگرم فراهم می‌کند.
لازم به ذکر است که کاهش دی اکسیدکربن به دلیل آثار نامطلوب که بر گرمایش زمین دارد، از اهمیت بالایی برخوردار می‌باشد. اگر محققان قادر به تولید انرژی برق با استفاده از منابع تجدیدپذیر باشند، می‌توان چرخه‌ای را به وجود آورد که بدون تولید دی اکسید کربن بیشتر امکان تبدیل این گاز را به ماده‌ای مهم و پرکاربرد فراهم می‌کند
اطلاعات تکمیلی
بیسموت یک عنصر شیمیایی با نماد Bi و عدد اتمی 83 است. این یک فلز سنگین، سفید نقره ای، شکننده و سمی است. بیسموت در گروه 15 جدول تناوبی قرار دارد و دارای خواصی مشابه آرسنیک و آنتیموان است.
بیسموت در طبیعت به صورت خالص یافت نمی شود، بلکه در ترکیب با سایر عناصر یافت می شود. منابع مهم بیسموت عبارتند از:
- کانی های بیسموت: کانی های بیسموت رایج عبارتند از بیسموتیت (Bi2S3)، کاتالیت (Bi2O3) و گزنیت (Bi(OH)3).
- محصولات جانبی استخراج سایر فلزات: بیسموت اغلب به عنوان یک محصول جانبی در استخراج سایر فلزات مانند نقره، سرب و روی یافت می شود.
بیسموت دارای کاربردهای مختلفی در صنایع مختلف است، از جمله:
- پزشکی: بیسموت در داروسازی برای درمان زخم معده، اسهال و سایر بیماری ها استفاده می شود.
- صنعت: بیسموت در ساخت شیشه، سرامیک، رنگ و مواد آرایشی استفاده می شود.
- متالورژی: بیسموت به عنوان یک آلیاژ با فلزات دیگر مانند سرب و روی استفاده می شود.
- دیگر کاربردها: بیسموت همچنین به عنوان یک ماده ضد احتراق، یک ماده ضد انعکاس و یک ماده شیمیایی آزمایشگاهی استفاده می شود.
بیسموت یک ماده سمی است و می تواند باعث مسمومیت شود. علائم مسمومیت با بیسموت عبارتند از:
- حالت تهوع
- استفراغ
- درد شکم
- اسهال
- سرگیجه
- سردرد
در موارد شدید، مسمومیت با بیسموت می تواند منجر به مرگ شود.
روش های تبدیل
برخی از روش های تبدیل CO2 به HCOOH عبارتند از:
سنتز شیمیایی مستقیم: در این روش، CO2 با استفاده از یک کاتالیزور به HCOOH تبدیل می شود. کاتالیزورهای مورد استفاده در این روش عبارتند از:
فلزات قلیایی و قلیایی خاکی: مانند پتاسیم، سدیم، کلسیم و منیزیم
فلزات انتقالی: مانند آهن، مس، نیکل و پلاتین
واکنش با هیدروکربن ها: در این روش، CO2 با استفاده از یک هیدروکربن، مانند متان، به HCOOH تبدیل می شود. این واکنش در حضور یک کاتالیزور انجام می شود.
فتوسنتز: در این روش، CO2 توسط گیاهان در حضور نور خورشید به HCOOH تبدیل می شود.
مزایای تبدیل CO2 به HCOOH
تبدیل CO2 به HCOOH دارای مزایای مختلفی است، از جمله:
کاهش انتشار گازهای گلخانه ای: CO2 یک گاز گلخانه ای است که باعث گرم شدن زمین می شود. تبدیل CO2 به HCOOH می تواند به کاهش انتشار این گاز کمک کند.
تولید یک محصول ارزشمند: HCOOH یک محصول ارزشمند با کاربردهای مختلفی در صنایع مختلف است.
کاربردهای اسید فرمیک
اسید فرمیک دارای کاربردهای مختلفی در صنایع مختلف است، از جمله:
صنایع شیمیایی: اسید فرمیک در تولید پلیمرها، رنگ ها، داروها و سایر مواد شیمیایی استفاده می شود.
صنایع غذایی: اسید فرمیک به عنوان یک نگهدارنده، طعم دهنده و اسید کننده در صنایع غذایی استفاده می شود.
صنایع کشاورزی: اسید فرمیک برای کنترل آفات و بیماری ها در کشاورزی استفاده می شود.
بدون دیدگاه