Nature.com'u ziyaret ettiğiniz için teşekkür ederiz. Kullandığınız tarayıcı sürümünün CSS desteği sınırlıdır. En iyi sonuçlar için, tarayıcınızın daha yeni bir sürümünü kullanmanızı (veya Internet Explorer'da uyumluluk modunu kapatmanızı) öneririz. Bu süre zarfında, sürekli destek sağlamak için siteyi stil veya JavaScript olmadan gösteriyoruz.
Ung Lee ve meslektaşları, Joule dergisinde yayınladıkları bir makalede, formik asit üretmek için karbondioksitin hidrojenlenmesine yönelik bir pilot tesisin incelenmesini rapor ediyorlar (K. Kim vd., Joule https://doi.org/10.1016/j. Joule.2024.01 ). 003;2024). Bu çalışma, üretim sürecinin çeşitli temel unsurlarının optimizasyonunu göstermektedir. Reaktör seviyesinde, katalitik verimlilik, morfoloji, suda çözünürlük, termal kararlılık ve büyük ölçekli kaynak bulunabilirliği gibi temel katalizör özelliklerinin dikkate alınması, gerekli hammadde miktarlarını düşük tutarken reaktör performansını iyileştirmeye yardımcı olabilir. Burada yazarlar, karışık kovalent triazin bipiridil-tereftalonitril çerçevesine (Ru/bpyTNCTF olarak adlandırılır) desteklenmiş bir rutenyum (Ru) katalizörü kullandılar. CO2 yakalama ve dönüştürme için uygun amin çiftlerinin seçimini optimize ettiler; CO2'yi yakalamak ve format oluşturmak için hidrojenasyon reaksiyonunu teşvik etmek üzere reaktif amin olarak N-metilpirolidin (NMPI) ve reaktif amin olarak N-bütil-N-imidazol (NBIM) seçtiler. Amini izole ettikten sonra, format, bir trans-addukt oluşumu yoluyla daha fazla FA üretimi için izole edilebilir. Ek olarak, CO2 dönüşümünü en üst düzeye çıkarmak için reaktörün çalışma koşullarını sıcaklık, basınç ve H2/CO2 oranı açısından iyileştirdiler. Proses tasarımı açısından, bir damlama yataklı reaktör ve üç sürekli damıtma kolonundan oluşan bir cihaz geliştirdiler. Kalan bikarbonat birinci kolonda damıtılır; NBIM, ikinci kolonda bir trans-addukt oluşturularak hazırlanır; FA ürünü üçüncü kolonda elde edilir; Reaktör ve kule için malzeme seçimi de dikkatlice değerlendirilmiş olup, çoğu bileşen için paslanmaz çelik (SUS316L) ve üçüncü kule için ise yakıt demeti korozyonuna karşı direnci nedeniyle reaktörün korozyonunu azaltmak amacıyla ticari bir zirkonyum bazlı malzeme (Zr702) seçilmiştir; ayrıca maliyeti de nispeten düşüktür.
Üretim sürecini dikkatlice optimize ettikten sonra—ideal hammadde seçimi, damlama yataklı reaktör ve üç sürekli damıtma kolonunun tasarımı, korozyonu azaltmak için kolon gövdesi ve iç dolgu malzemelerinin dikkatlice seçilmesi ve reaktörün çalışma koşullarının ince ayarlanması—yazarlar, günlük 10 kg yakıt demeti kapasitesine sahip ve 100 saatten fazla istikrarlı çalışma sağlayabilen bir pilot tesis inşa ettiklerini gösterdiler. Dikkatli fizibilite ve yaşam döngüsü analizi sayesinde, pilot tesis, geleneksel yakıt demeti üretim süreçlerine kıyasla maliyetleri %37 ve küresel ısınma potansiyelini %42 oranında azalttı. Ayrıca, sürecin genel verimliliği %21'e ulaşırken, enerji verimliliği hidrojenle çalışan yakıt hücreli araçlarınkine benzer seviyededir.
Qiao, M. Hidrojene karbondioksitten formik asit pilot üretimi. Nature Chemical Engineering 1, 205 (2024). https://doi.org/10.1038/s44286-024-00044-2