Преобразование углекислого газа в спирт без образования нежелательных отходов требует двухэтапной реакции. Проблема: по энергетическим причинам две частные реакции практически невозможно совместить. Чтобы сделать процессы совместимыми с термодинамической точки зрения, необходимы подходящие катализаторы для облегчения частичных реакций.
Команда проверила множество веществ и, наконец, нашла два катализатора, которые обладали необходимыми свойствами: соединение меди для первой стадии реакции и соединение родий / молибден для второй стадии. Точный состав и количество растворителя, в котором происходит реакция, также имеют решающее значение.Вот как работает реакция
В первой частичной реакции, называемой карбоксилированием, исследователи соединили CO2 с углеводородным соединением. Для этого из углеводородного соединения выделяется протон (H +); молекула СО2 стыкуется с вакантным местом, в результате чего образуется кислота.
Избыточный протон поглощается основанием. На втором этапе, называемом гидрированием, кислота превращается в спирт путем переноса протонов. Основание высвобождает ранее взятый протон и, таким образом, используется повторно.
Команда продемонстрировала возможность этой реакции с углеводородным соединением фенилацетилен. Дальнейшие исследования должны показать, можно ли распространить этот принцип на другие органические соединения.
С помощью этой каталитической системы исследователи достигли степени рециркуляции 40 процентов основания. «Это показывает, что основа не разрушается во время реакции, но процесс должен быть значительно улучшен, чтобы его можно было использовать в промышленных масштабах», — говорит Лукас Гуссен, член группы Excellence Cluster Ruhr Explores Solvation, вкратце, Resolv. «Мы сделали первый важный шаг к использованию CO2 в химической промышленности, что было бы большим экономическим и экологическим преимуществом».