Reaktor z měděných kostek dovede přeměňovat oxid uhelnatý na kyselinu octovou

Inženýři z Rice University vyvinuli reaktor, který dokáže měnit oxid uhelnatý (CO) na kyselinu octovou. Dosahuje toho poměrně jednoduše a to za pomoci měděných kostek, fungujících jako katalyzátor. Zařízení navíc dokáže pracovat v dlouhých intervalech, díky čemuž by mohl být nežádoucí odpadní plyn průmyslově recyklován na užitečné látky.

Oxid uhelnatý je často vytvářen jako vedlejší produkt průmyslových procesů, znečišťující ovzduší. Jedná se jedovatý plyn, který při vdechnutí obsazuje vazebná místa hemoglobinu pro kyslík, díky čemuž dochází k udušení. Vazba CO na barvivo je navíc zhruba desetkrát silnější, než kyslíku, což značně komplikuje jeho odstranění z tkání. Přeměna v kyselinu octovou však přináší užitek - kromě výroby octa se používá jako výchozí látka k produkci řady rozpouštědel a řady jiných látek.

Reaktor navazuje na starší zařízení, které tým z Rice University používal k přeměně oxidu uhličitého na kyselinu mravenčí. "Výroba dvouuhlíkové kyseliny octové je náročnější, než jednouhlíkové mravenčí," říká autor práce, Hoatian Wang. "Konvenční výroba acetátu se potýká s nízkým výkonem a problémem při separací produktu." Dodává, že hlavní úskalí představují v tomto případě tekuté elektrolyty, které jsou k tomu používané.

V případě nového reaktoru je však elektrolyt pevný. Interaguje s katalyzátorem, složeným z nanočástic, které tvoří měděné kostky. Díky vlnitému povrchu snadněji rozbíjejí vazby uhlík-kyslík a přeměňují plyn na požadovaný produkt. Ke kyselině octové je potrubím přes reaktor přiváděna deionizovaná voda, kde se s acetátem mísí a vzniká výsledný roztok. Zbylý kyslík je vypouštěn jako odpad.

Vědci z Rice University již provedli testy, při kterých byl reaktor podroben po dobu 150 hodin nepřetržitému provozu. Roztok obsahoval 2% kyseliny octové, která sama dosahovala čistoty 98%. Tým na zařízení nadále pracuje a hodlá zdokonalit zejména jeho škálovatelnost, stabilitu a účinnost. Práce týmu z Rice University byla publikována v časopise Proceedings of the National Academy of Science.

Originální publikace: https://www.pnas.org/content/118/2/e2010868118

Zdroj: New Atlas, Rice University, Proceedings of the National Academy of Sciences, zdroj titulní fotografie: Rice University.