Группа ученых под руководством профессора Чжан Цзяня из Института материаловедения и инженерии Нинбо Китайской академии наук разработала революционный метод переработки биомассы в ценные химические соединения. Результаты исследования опубликованы в журнале Chem Catalysis.
Исследователи создали инновационный электрод на основе массивов микропроволок CoCu на медной пене (CoCuMW/CF), используя процесс металлической коррозии. Ключевым элементом разработки стало применение ионов кобальта для усиления коррозионной индукции, что позволило получить высокоэффективный катализатор.
Новая технология демонстрирует впечатляющие показатели в процессе электрохимического восстановления 5-гидроксиметилфурфурала (HMF) до 2,5-бис (гидроксиметил) фурана (BHMF). При рабочем потенциале -0,5 В относительно обратимого водородного электрода в нейтральном электролите достигается конверсия HMF 95,7% с выходом BHMF 85,4%.
Энергетическая эффективность процесса подтверждается низкой энергией активации – всего 16,6 ± 2,5 кДж·моль-1, что существенно ниже показателей традиционного термокатализа. Расчеты методом теории функционала плотности (DFT) показали значительное снижение барьеров свободной энергии как для начального этапа гидрирования, так и для последующих стадий процесса.
Разработанная технология имеет огромное значение для достижения целей углеродной нейтральности. Она открывает новые возможности для эффективной переработки биомассы в ценные химические соединения, которые находят применение в производстве пластмасс, резины и других высокотехнологичных материалов.
Экономическая привлекательность метода обусловлена использованием доступного возобновляемого сырья и высокой эффективностью процесса. Технология позволяет получать экологически чистые продукты с высокой селективностью, что особенно важно для современной химической промышленности.
Данное исследование представляет собой значительный шаг вперед в области устойчивого развития и зеленой химии, предлагая практическое решение для промышленной переработки биомассы в ценные химические соединения.
Изображение носит иллюстративный характер
Исследователи создали инновационный электрод на основе массивов микропроволок CoCu на медной пене (CoCuMW/CF), используя процесс металлической коррозии. Ключевым элементом разработки стало применение ионов кобальта для усиления коррозионной индукции, что позволило получить высокоэффективный катализатор.
Новая технология демонстрирует впечатляющие показатели в процессе электрохимического восстановления 5-гидроксиметилфурфурала (HMF) до 2,5-бис (гидроксиметил) фурана (BHMF). При рабочем потенциале -0,5 В относительно обратимого водородного электрода в нейтральном электролите достигается конверсия HMF 95,7% с выходом BHMF 85,4%.
Энергетическая эффективность процесса подтверждается низкой энергией активации – всего 16,6 ± 2,5 кДж·моль-1, что существенно ниже показателей традиционного термокатализа. Расчеты методом теории функционала плотности (DFT) показали значительное снижение барьеров свободной энергии как для начального этапа гидрирования, так и для последующих стадий процесса.
Разработанная технология имеет огромное значение для достижения целей углеродной нейтральности. Она открывает новые возможности для эффективной переработки биомассы в ценные химические соединения, которые находят применение в производстве пластмасс, резины и других высокотехнологичных материалов.
Экономическая привлекательность метода обусловлена использованием доступного возобновляемого сырья и высокой эффективностью процесса. Технология позволяет получать экологически чистые продукты с высокой селективностью, что особенно важно для современной химической промышленности.
Данное исследование представляет собой значительный шаг вперед в области устойчивого развития и зеленой химии, предлагая практическое решение для промышленной переработки биомассы в ценные химические соединения.
