Penemuan luar biasa dalam mengubah penangkapan karbon untuk menghasilkan etilen

Sebuah tim peneliti yang dipimpin oleh Minch Singh di University of Illinois di Chicago telah menemukan cara untuk mengubah 100% karbon dioksida yang ditangkap dari knalpot industri menjadi etilen, bahan utama dalam produk plastik.

Temuan mereka dipublikasikan di Laporan Sel Ilmu Fisika.

Sementara para peneliti sedang menjajaki kemungkinan konversi Karbon dioksida untuk saya etilena Selama lebih dari satu dekade, pendekatan tim UIC telah menjadi yang pertama mencapai hampir 100% penggunaan karbon dioksida untuk produksi hidrokarbon. Sistem mereka menggunakan elektrolisis untuk mengubah pickup gas karbon dioksida menjadi etilen dengan kemurnian tinggi, dengan bahan bakar karbon dan oksigen lainnya sebagai produk sampingan.

Proses ini dapat mengubah hingga 6 metrik ton karbon dioksida menjadi 1 metrik ton etilen, mendaur ulang hampir semua karbon dioksida yang ditangkap. Karena sistem berjalan dengan listrik, menggunakan energi terbarukan dapat membuat proses menjadi negatif karbon.

Menurut Singh, pendekatan timnya melampaui tujuan emisi karbon bersih dari teknologi penangkapan dan konversi karbon lainnya dengan secara efektif mengurangi total keluaran karbon dioksida dari industri. “Ini negatif bersih,” katanya. “Untuk setiap ton etilen yang diproduksi, Anda mengambil 6 ton karbon dioksida₂ dari sumber tertentu yang jika tidak akan dilepaskan ke atmosfer.”

Upaya sebelumnya untuk mengubah karbon dioksida menjadi etilen mengandalkan reaktor yang menghasilkan etilen dalam aliran emisi karbon dioksida sumber. Dalam kasus ini, kurang dari 10% karbon dioksida₂ Emisi biasanya diubah menjadi etilen. Etilen kemudian harus dipisahkan dari karbon dioksida dalam proses intensif energi yang sering melibatkan bahan bakar fosil.

Dalam pendekatan UIC, file arus listrik Ini melewati sel, setengah diisi dengan karbon dioksida yang ditangkap, dan setengah lainnya dengan larutan berair. Elektrokatalis menarik muatan atom hidrogen Dari molekul air Separuh unit lainnya dipisahkan oleh membran, di mana ia bergabung dengan muatan atom karbon dari molekul karbon dioksida untuk membentuk etilen.

Di antara bahan kimia yang diproduksi di seluruh dunia, etilen menempati urutan ketiga dalam emisi karbon setelah amonia dan semen. Etilen digunakan tidak hanya dalam konstruksi produk plastik Untuk industri pengemasan, pertanian dan otomotif, tetapi juga untuk produksi bahan kimia yang digunakan dalam antibeku, sterilisasi medis, dan pelapis dinding vinil untuk rumah.

Etilen biasanya dibuat dalam proses yang disebut perengkahan uap, yang membutuhkan panas dalam jumlah besar. Perengkahan menghasilkan sekitar 1,5 metrik ton emisi karbon untuk setiap ton etilena yang diproduksi. Rata-rata, produsen memproduksi sekitar 160 juta ton etilen setiap tahun, menghasilkan lebih dari 260 juta ton emisi karbon dioksida di seluruh dunia.

Selain etilen, ilmuwan UIC telah mampu menghasilkan produk kaya karbon lainnya yang berguna untuk industri melalui pendekatan elektrolisis. Mereka juga telah mencapai efisiensi yang sangat tinggi dalam konversi energi matahari, mengubah 10% energi dari Panel surya Langsung ke produksi produk karbon. Ini jauh di atas tolok ukur terbaru 2%. Untuk semua etilen yang dihasilkan, efisiensi konversi energi matahari sekitar 4%, yang hampir sama dengan laju fotosintesis.