2025年2月20日午後2時14分
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科学者は、新しいものによると、プラスチックやテキスタイルから不凍液、消毒剤まで、多くの日常製品を製造するために使用される重要な工業化学物質を生産する潜在的に環境に優しい方法を発見しました。 勉強 で公開 科学 Tulane University Chemical Engineerの共著 マシュー・モンテモア。
このブレークスルーは、推定400億ドルの世界市場を持つエチレンオキシドの製造から温室効果ガスの排出を大幅に削減する可能性があります。現在の生産プロセスには塩素が必要です。これは毒性があり、毎年数百万トンの二酸化炭素を排出します。
モンテモアが率いる研究チーム、およびタフツ大学の化学教授チャールズ・サイクス教授とカリフォルニア大学サンタバーバラ校（UCSB）化学工学教授フィリップ・クリストファーは、少量のニッケル原子を銀触媒に追加することで生産効率を維持しながら、生産効率を維持できることを発見しました。その過程で塩素が必要です。
「業界がこれを試してみて、彼らがそれを有用であると感じ、それを商業化することができるなら、ツインの利点は、あなたが同時に多くのCO2と多くのお金を節約できることです。」
マシュー・モンテモア、科学工学部
「業界がこれを試してみて、それが有用であると感じ、それを商業化できる場合、ツインの利点は、同時に多くのCO2と多額のお金を節約できることです」とモンテモアは言いました。
有毒な塩素を取り除くと、生産がより安全になる可能性がある、とモンテモアは付け加えた。
発見は制作の6年でした。 SykesとMontemoreは、2018年の選択的酸化反応の調査について最初に議論しました。それらは、主要触媒として銀を使用してエチレンと分子酸素を変換するエチレン酸化物の産生に焦点を当てました。
「他の多くの触媒プロセスで使用されている一般的で安価な要素であるにもかかわらず、ニッケルに関する科学的または特許文学に何も見つからなかったので、私たちは驚きました」とサイクスは言いました。
ブレークスルーは、彼が10年以上前に開拓した化学反応を理解し制御するための基本的なアプローチである、サイクスの単一原子合金の概念を適用することによってもたらされました。 Montemoreは、サイクスが過去に酸化であまり成功していなかったとしても、このアプローチは酸化反応に適用できると考えました。
Montemoreは計算を実行して、金属の有望な組み合わせをスクリーニングしました。これらの計算に基づいて、TuftsのPhD学生Elizabeth HappelとLaura Cramerは、有望な結果を示した初期実験を実施しました。
その後、チームは、触媒反応器研究の専門家であるクリストファーに参加し、ニッケルの添加を伴う銀触媒の実用的な製剤を開発しました。
結果は期待を超えました。
酸化エチレンを生産するための現在の工業プロセスは、通常、エチレンオキシド分子あたり2つの分子の二酸化炭素を生成します。塩素を追加すると、二酸化炭素分子あたり約2つのエチレンオキシドにこの比率が改善されます。新しいニッケル強化触媒は、これらの排出量をさらに削減する可能性があります。
チームは、発見のために国際特許を提出し、既存の製造施設でテクノロジーの実施について主要な商業生産者と話し合っています。
成功すれば、このクリーンな生産方法は、産業規模の生産に必要な効率を維持しながら、エチレンオキシド製造の環境への重要な影響に対処するのに役立ちます。
#エンジニアは主要な工業化学物質を作るためのより環境に優しい道を見つけます