JACS: Разработан способ гидрогенизации азотсодержащих ароматических соединений

Чтобы снизить вред от химического производства для окружающей среды, нужно найти более экологичные способы получения химических компонентов.

Химическая промышленность потребляет много энергии и сильно загрязняет природу. Но исследователи хотят это изменить с помощью «зелёных» инноваций: они изучают возобновляемые источники энергии и альтернативные методы создания химических компонентов для распространённых соединений.

Исследователи опубликовали результаты в Journal of the American Chemical Society.

В исследовании основное внимание уделяется циклическим аминам. Эти соединения имеют кольцевую структуру и атом азота.

Один из таких аминов — пиперидин — играет ключевую роль в химической промышленности. На его основе создают лекарства, пестициды и другие материалы.

Чтобы присоединить водород к циклическому амину, используют газообразный водород как источник протонов и электронов. Этот процесс называется гидрогенизацией.

Раньше для получения водорода применяли паровой риформинг метана — одного из основных парниковых газов. Это затратный метод, который также приводит к выбросу углекислого газа (около 3% от общего объёма выбросов). К тому же он сильно зависит от ископаемого топлива и требует много энергии.

Исследователи решили эту проблему, создав электролизер с анионообменной мембраной (AEM).

Электролизер AEM гидрирует разные виды пиридинов при обычных температуре и давлении без добавления кислот, как в традиционных методах.

В электролизере вода расщепляется на атомарный водород и кислород. Атомарный водород добавляется к циклическому соединению.

Электролизер AEM универсален и работает с другими азотсодержащими ароматическими соединениями. Это делает его перспективным для широкого применения. Метод можно использовать при обычной температуре и давлении, что снижает потребление электроэнергии.

Наоки Шида, первый автор исследования и научный сотрудник Национального университета Йокогамы, говорит, что этот метод можно применять в промышленных масштабах в фармацевтике и тонкой химии. Он способствует сокращению выбросов углерода и развитию устойчивой химии.

В этом процессе используется вода и возобновляемое электричество, а не ископаемое топливо. Эффективность метода осталась прежней, процентный выход — 78%. Это подтверждает возможность масштабирования технологии.

Во время электролиза может возникнуть проблема с повышением напряжения в ячейке. Её можно решить, усовершенствовав аппарат для электросинтеза или разработав специальный электролизер для органического электросинтеза.

Чтобы технология электрокаталитического гидрирования была полезной, её нужно внедрить в промышленность. Тогда ей смогут пользоваться фармацевтические и химические компании.

Чем больше компаний будут применять эту технологию, тем проще будет использовать её для других азотсодержащих ароматических соединений. Это подтверждает практичность процесса электрокаталитического гидрирования.

В идеале этот метод должен стать альтернативой традиционным методам химической промышленности и снизить углеродный след химического производства.

08.10.2024


Подписаться в Telegram



Экология

LinUni: Опасные оранжевые почвы угрожают экосистеме больше, чем когда-либо
LinUni: Опасные оранжевые почвы угрожают экосистеме больше, чем когда-либо

Кислые сульфатные почвы имеют оранжевый оттено...

ТПУ: биомасса в топливе повышает его эффективность на 12%
ТПУ: биомасса в топливе повышает его эффективность на 12%

Новый вид шламового биотоплива разработал...

MPB: Космические спутники помогут искать пластиковый мусор на пляжах
MPB: Космические спутники помогут искать пластиковый мусор на пляжах

Новый метод обнаружения пластикового мусора на...

Science: Лесная растительность в Европе мигрирует на запад на 3,56 км ежегодно
Science: Лесная растительность в Европе мигрирует на запад на 3,56 км ежегодно

Многие виды европейских лесных растений переме...

STE: Ученые нашли нанопластик в тканях новорожденных
STE: Ученые нашли нанопластик в тканях новорожденных

Даже новорожденные грызуны могут столкнуться с...

Продовольственная система разрушена, и у нас осталось всего 60 урожаев
Продовольственная система разрушена, и у нас осталось всего 60 урожаев

Защитники окружающей среды, исследователи, фер...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Исследование Т-клеток в лечении опухолей открывает новую силу иммунотерапии
Исследование Т-клеток в лечении опухолей открывает новую силу иммунотерапии
Current Biology: Анализ ДНК опроверг прежние данные о погибших в Помпеях
Current Biology: Анализ ДНК опроверг прежние данные о погибших в Помпеях
Cell: Открыт новый вероятный маркер старения организма
Cell: Открыт новый вероятный маркер старения организма
МФТИ: Линзы тоньше волоса ускорят диагностику болезней на дому
МФТИ: Линзы тоньше волоса ускорят диагностику болезней на дому
В МГУ увеличили эффективность противогрибковых препаратов в 5000 раз
В МГУ увеличили эффективность противогрибковых препаратов в 5000 раз
Memoirs of the Queensland Museum — Nature: Открыт новый вид краба-отшельника
Memoirs of the Queensland Museum — Nature: Открыт новый вид краба-отшельника
Искусственные рецепторы на основе ДНК коронавируса открывают новые возможности
Искусственные рецепторы на основе ДНК коронавируса открывают новые возможности
Journal of International Development: Холодильник — все еще символ достатка
Journal of International Development: Холодильник — все еще символ достатка
Nature Communications: Наночастицы с оснасткой находят белки в плазме крови
Nature Communications: Наночастицы с оснасткой находят белки в плазме крови
B&B: Разработан неинвазивный биосенсор для ранней диагностики заболеваний почек
B&B: Разработан неинвазивный биосенсор для ранней диагностики заболеваний почек
EMBO: Открыта связь между генной мутацией и митохондриальными заболеваниями
EMBO: Открыта связь между генной мутацией и митохондриальными заболеваниями
Ученые выяснили, как защитить томаты от надвигающейся жары
Ученые выяснили, как защитить томаты от надвигающейся жары
Energy & Fuels: Отработанное масло пустят в ход — на переработку в биодизель
Energy & Fuels: Отработанное масло пустят в ход — на переработку в биодизель
JACS: Чтобы отследить реакцию убийцы озона на свет, пришлось обогнать молекулы
JACS: Чтобы отследить реакцию убийцы озона на свет, пришлось обогнать молекулы
EUSEM: Половина всех пациентов с сепсисом умирает в течение двух лет
EUSEM: Половина всех пациентов с сепсисом умирает в течение двух лет

Новости компаний, релизы

На старт! Внимание! MITEX!
Международные эксперты оценили разработанную для нижегородского завода технологию
Фестиваль научных театров «Наука всем!» прошёл в Санкт-Петербурге
«Неделя без турникетов» проходит на предприятиях «Вертолетов России»
Школьных учителей приобщат в современной науке