마인츠 대학과 Evonik의 연구원 ha

마인츠 대학과 Evonik의 연구원들은 탄화수소의 이중 및 삼중 결합을 절단하고 산화하는 혁신적인 방법을 개발했습니다.

요하네스 구텐베르크 대학교 마인츠

폴리아미드는 등산용 로프, 나일론 낙하산, 3D 프린팅용 소재 등 다양한 제품에 존재합니다. 디카르복실산은 이러한 폴리아미드의 화학적 구성 요소로 사용됩니다. 그러나 포화 또는 불포화 탄화수소로부터 디카르복실산을 생성하는 현재 방법은 중금속 및 강산의 사용뿐만 아니라 여러 단계를 포함하는 경우가 많고 관련 에너지 소비 및 비용이 광범위하기 때문에 현재까지 생산이 어려웠습니다. 더욱이, 이 과정에서는 기후와 관련하여 가장 문제가 되는 온실가스 중 하나인 질소산화물(NOx)이 배출되는 경우가 많습니다. 요하네스 구텐베르크 대학교 마인츠(JGU)와 Evonik의 연구원들은 최근 (디)카르복실산을 생산하는 환경 친화적인 방법을 개발했습니다. 그들은 최근 Nature Communications에 발표된 논문에서 이에 대해 보고했습니다.

전기화학은 새로운 기회를 제공합니다

SusInnoScience – Sustainable Chemistry as the Key to Innovation in Resource의 연사인 Siegfried Waldvogel 교수는 "우리 기술은 상당히 적은 비용으로 석유화학 화합물과 불포화 지방산으로부터 폴리아미드의 빌딩 블록을 만드는 최초의 공정입니다."라고 말했습니다. -인류세의 효율적인 과학 – 마인츠 대학의 연구 초점. 새로운 기술은 이중 또는 삼중 결합을 가진 탄화수소를 용매가 채워진 전기분해 셀로 옮기는 전기화학적 방법을 포함합니다. 그런 다음 산소를 첨가하여 산소 농도가 높을수록 공정이 더 효율적입니다.

“우리 공정에서 정말 흥미로운 점은 양극과 음극 모두에서 전기화학적 개입이 필요하다는 것입니다.”라고 Waldvogel은 설명했습니다. 양극에서 산화 라디칼이 생성되는 동안 반대 전극의 산소는 과산화물 음이온으로 환원됩니다. 라디칼과 과산화물 음이온은 용액에서 함께 모여 반응하여 원하는 생성물인 카르복실산을 형성합니다. 연구진은 표준 전해 전지와 유동 전해 전지 모두에서 이 과정을 성공적으로 반복했습니다.

공정에는 산소, 전기 및 탄화수소 화합물만 필요합니다.

이 새로운 기술에는 많은 장점이 있습니다. 중금속과 강산이 더 이상 필요하지 않으며 질소 산화물도 생성되지 않습니다. 필요한 유일한 출발 물질은 산소, 전기, 이중 결합이 있는 탄화수소뿐입니다. 부산물이 발생하지 않고 용매를 회수 및 재활용할 수 있어 공정 비용이 매우 효율적입니다. Waldvogel은 “이것은 카르복실산 생산을 위한 혁신적이고 덜 해로운 공정이므로 기후를 파괴하는 공정을 친환경 접근 방식으로 대체하려는 제조업체에 귀중한 기여를 제공합니다.”라고 결론지었습니다. 연구팀은 현재 상업적 사용이 가능하도록 실험실 프로세스를 확장하는 작업을 진행하고 있습니다.

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