Terima kasih telah mengunjungi Nature.com. Versi peramban yang Anda gunakan memiliki dukungan CSS yang terbatas. Untuk hasil terbaik, kami sarankan menggunakan versi peramban yang lebih baru (atau menonaktifkan mode kompatibilitas di Internet Explorer). Sementara itu, untuk memastikan dukungan berkelanjutan, kami menampilkan situs tanpa gaya atau JavaScript.
Kini, dalam jurnal Joule, Ung Lee dan rekan-rekannya melaporkan sebuah studi tentang pabrik percontohan untuk menghidrogenasi karbon dioksida guna menghasilkan asam format (K. Kim dkk., Joule https://doi.org/10.1016/j. Joule.2024.01 ). 003;2024). Studi ini menunjukkan optimalisasi beberapa elemen kunci dari proses manufaktur. Pada tingkat reaktor, pertimbangan sifat-sifat katalis utama seperti efisiensi katalitik, morfologi, kelarutan dalam air, stabilitas termal, dan ketersediaan sumber daya skala besar dapat membantu meningkatkan kinerja reaktor sambil menjaga jumlah bahan baku yang dibutuhkan tetap rendah. Di sini, para penulis menggunakan katalis rutenium (Ru) yang didukung pada kerangka triazin bipiridil-tereftalonitril kovalen campuran (disebut Ru/bpyTNCTF). Mereka mengoptimalkan pemilihan pasangan amina yang sesuai untuk penangkapan dan konversi CO2 yang efisien, memilih N-metilpirolidin (NMPI) sebagai amina reaktif untuk menangkap CO2 dan mendorong reaksi hidrogenasi untuk membentuk format, dan N-butil-N-imidazol (NBIM) sebagai amina reaktif. Setelah mengisolasi amina, format dapat diisolasi untuk produksi FA lebih lanjut melalui pembentukan aduk trans. Selain itu, mereka meningkatkan kondisi operasi reaktor dalam hal suhu, tekanan, dan rasio H2/CO2 untuk memaksimalkan konversi CO2. Dalam hal desain proses, mereka mengembangkan perangkat yang terdiri dari reaktor unggun tetes dan tiga kolom distilasi kontinu. Bikarbonat residu didistilasi di kolom pertama; NBIM disiapkan dengan membentuk aduk trans di kolom kedua; produk FA diperoleh di kolom ketiga; Pemilihan material untuk reaktor dan menara juga dipertimbangkan dengan cermat, dengan baja tahan karat (SUS316L) dipilih untuk sebagian besar komponen, dan material berbasis zirkonium komersial (Zr702) dipilih untuk menara ketiga untuk mengurangi korosi reaktor karena ketahanannya terhadap korosi rakitan bahan bakar, dan biayanya relatif rendah.
Setelah mengoptimalkan proses produksi secara cermat—memilih bahan baku yang ideal, merancang reaktor unggun tetes dan tiga kolom distilasi kontinu, memilih material untuk badan kolom dan kemasan internal dengan hati-hati untuk mengurangi korosi, dan menyempurnakan kondisi operasi reaktor—para penulis mendemonstrasikan sebuah pabrik percontohan dengan kapasitas harian 10 kg rakitan bahan bakar yang mampu mempertahankan operasi stabil selama lebih dari 100 jam. Melalui analisis kelayakan dan siklus hidup yang cermat, pabrik percontohan ini mengurangi biaya sebesar 37% dan potensi pemanasan global sebesar 42% dibandingkan dengan proses produksi rakitan bahan bakar tradisional. Selain itu, efisiensi keseluruhan proses mencapai 21%, dan efisiensi energinya sebanding dengan kendaraan sel bahan bakar bertenaga hidrogen.
Qiao, M. Produksi percontohan asam format dari karbon dioksida terhidrogenasi. Nature Chemical Engineering 1, 205 (2024). https://doi.org/10.1038/s44286-024-00044-2