Salamat sa pagbisita sa Nature.com. Ang bersyon ng browser na iyong ginagamit ay may limitadong suporta sa CSS. Para sa pinakamahusay na resulta, inirerekomenda namin ang paggamit ng mas bagong bersyon ng iyong browser (o pag-off ng compatibility mode sa Internet Explorer). Samantala, upang matiyak ang patuloy na suporta, ipinapakita namin ang site nang walang styling o JavaScript.
Ngayon, sa pagsulat sa journal na Joule, iniulat nina Ung Lee at mga kasamahan ang isang pag-aaral sa isang pilot plant para sa hydrogenation ng carbon dioxide upang makagawa ng formic acid (K. Kim et al., Joule https://doi.org/10.1016/j. Joule.2024.01). 003;2024). Ipinapakita ng pag-aaral na ito ang pag-optimize ng ilang pangunahing elemento ng proseso ng pagmamanupaktura. Sa antas ng reactor, ang pagsasaalang-alang sa mga pangunahing katangian ng catalyst tulad ng catalytic efficiency, morphology, water solubility, thermal stability, at malawakang availability ng resource ay makakatulong na mapabuti ang performance ng reactor habang pinapanatiling mababa ang kinakailangang dami ng feedstock. Dito, gumamit ang mga may-akda ng isang ruthenium (Ru) catalyst na sinusuportahan sa isang mixed covalent triazine bipyridyl-terephthalonitrile framework (tinatawag na Ru/bpyTNCTF). In-optimize nila ang pagpili ng mga angkop na pares ng amine para sa mahusay na pagkuha at conversion ng CO2, pinili ang N-methylpyrrolidine (NMPI) bilang reactive amine upang makuha ang CO2 at isulong ang reaksyon ng hydrogenation upang mabuo ang formate, at ang N-butyl-N-imidazole (NBIM) upang magsilbing reactive amine. Matapos ihiwalay ang amine, ang formate ay maaaring ihiwalay para sa karagdagang produksyon ng FA sa pamamagitan ng pagbuo ng isang trans-adduct. Bukod pa rito, pinahusay nila ang mga kondisyon ng pagpapatakbo ng reactor sa mga tuntunin ng temperatura, presyon at H2/CO2 ratio upang ma-maximize ang conversion ng CO2. Sa mga tuntunin ng disenyo ng proseso, bumuo sila ng isang aparato na binubuo ng isang trickling bed reactor at tatlong tuloy-tuloy na distillation column. Ang natitirang bicarbonate ay dini-distill sa unang column; ang NBIM ay inihahanda sa pamamagitan ng pagbuo ng isang trans adduct sa pangalawang column; ang produktong FA ay nakuha sa ikatlong column; Maingat ding pinag-isipan ang pagpili ng materyal para sa reactor at tore, kung saan pinili ang hindi kinakalawang na asero (SUS316L) para sa karamihan ng mga bahagi, at isang komersyal na materyal na nakabatay sa zirconium (Zr702) ang pinili para sa ikatlong tore upang mabawasan ang kalawang ng reactor dahil sa resistensya nito sa kalawang dulot ng fuel assembly, at ang gastos ay medyo mababa.
Matapos maingat na ma-optimize ang proseso ng produksyon—pagpili ng mainam na feedstock, pagdidisenyo ng trickling bed reactor at tatlong tuloy-tuloy na distillation column, maingat na pagpili ng mga materyales para sa column body at internal packing upang mabawasan ang corrosion, at pag-aayos ng mga kondisyon ng operasyon ng reactor—ipinakita ng mga may-akda na ang isang pilot plant na may pang-araw-araw na kapasidad na 10 kg ng fuel assembly ay naitayo na may kakayahang mapanatili ang matatag na operasyon nang mahigit 100 oras. Sa pamamagitan ng maingat na pagsusuri sa posibilidad at life cycle, nabawasan ng pilot plant ang mga gastos ng 37% at ang potensyal ng global warming ng 42% kumpara sa tradisyonal na mga proseso ng produksyon ng fuel assembly. Bukod pa rito, ang pangkalahatang kahusayan ng proseso ay umaabot sa 21%, at ang kahusayan ng enerhiya nito ay maihahambing sa mga fuel cell vehicle na pinapagana ng hydrogen.
Qiao, M. Pilot na produksyon ng formic acid mula sa hydrogenated carbon dioxide. Nature Chemical Engineering 1, 205 (2024). https://doi.org/10.1038/s44286-024-00044-2