Разработан эффективный способ преобразования углекислого газа в этилен

Американские и канадские учёные разработали новый, улучшенный способ преобразования воды и углекислого газа в этилен. Это вещество, как многим известно, является предшественником различных пластмасс, применяемых в быту, промышленности, медицине и в других сферах. Одна из таких пластмасс, полиэтилен, является, по сути, полимерной разновидностью этилена. Работа была описана в журнале Science.

Углекислый газ – конечный продукт различных природных реакций, в первую очередь результат деятельности живых организмов. Так, все животные вдыхают кислород, а выдыхают углекислый газ. Улавливать этот газ нецелесообразно с экономической точки зрения, но и выбрасывать его в атмосферу нежелательно – это приводит к усилению парникового эффекта и глобальному потеплению. На этой экологической волне предлагаются различные способы превращать углекислый газ во что-то полезное.

Одно из таких решений было предложено ранее. Это установка, которая позволяет превращать воду и углекислый газ в этилен. В ней применяется медный электрод, который играет роль катализатора. Углекислый газ и вода собираются на его поверхности, где и происходит реакция. Установка показала хорошие результаты, однако у неё обнаружились некоторые проблемы. Оказалось, что не весь углекислый газ превращается в этилен: некоторая его часть реагирует с материалом электрода (медью) и образует карбонаты. Это не только снижает выход этилена, но и тормозит процесс.

Сейчас учёные нашли способ избежать образования побочных продуктов. Для этого они использовали арилпиридин – сложное органическое вещество. Его нанесли на поверхность электрода, после чего образование карбонатов прекратилось. Путём экспериментов исследователи выбрали из всех видов арилпиридинов один, отличающийся наибольшей эффективностью.

Нанесение нового вещества на электрод принесло и другие преимущества. Так, снизилась кислотность рабочей поверхности до нейтрального уровня. Теперь для проведения основной реакции не нужно добавлять щёлочь.

Усовершенствованный катализатор, как оказалось, имеет более длительный срок службы: он продержался почти 200 часов.

Рабочая поверхность катализатора также была увеличена в пять раз. Это повысило эффективность рабочей установки. Так что не за горами те времена, когда этилен будут производить из углекислого газа в промышленных масштабах. В мире станет гораздо больше пластика, как бы ни протестовали экологи.