La combinación de electroquímica y tecnología de flujo es muy prometedora para la producción sostenible de valiosos productos químicos. como materias primas de base biológica. El investigador Yiran Cao ha explorado la síntesis orgánica electroquímica en flujo, y especialmente microrreactores de flujo continuo, un campo nuevo y emocionante que presenta varios desafíos. Cao defendió su Ph.D. tesis el martes 7 de septiembre.

La electroquímica se ocupa de la relación entre los procesos eléctricos y químicos. Estos fenómenos siempre tienen lugar en la interfaz entre dos conductores, un electrolito y un electrodo.

Tiene varias ventajas sobre las reacciones químicas normales, ya que le permite realizar química con electrones sin rastros como reactivos. Esto significa un menor uso de productos químicos peligrosos. También le brinda la oportunidad de utilizar electricidad verde derivada de fuentes de energía sostenibles, como la energía solar y eólica. También es altamente ajustable y escalable, lo que hace posible producir productos químicos valiosos de forma segura y sostenible.

La promesa de fluir

Cuando se combina con la tecnología de flujo (que se ocupa de la dinámica de los fluidos), La electroquímica proporciona un control aún mayor sobre las condiciones de reacción. La implementación de reacciones electroquímicas en flujo, sin embargo, es mucho más complicado que simplemente bombear la mezcla de reacción a una celda electrolítica.

"Comprender los principios de ingeniería detrás de las observaciones puede ayudar a aprovechar todo el potencial de la tecnología, "dice Yiran Cao.

En su disertación, el investigador nacido en China ha explorado la síntesis orgánica electroquímica en flujo, con un enfoque en los llamados microrreactores de flujo continuo, que se puede utilizar para convertir materias primas de base biológica.

Su investigación involucró varias etapas, desde el diseño y verificación de un reactor de microflujo electroquímico, la conversión electroquímica de furfural (un químico típico de base biológica) en valiosos químicos en flujo, a la transformación y aceleración de reacciones electroquímicas bifásicas gas-líquido en un reactor de microflujo, y el análisis numérico del régimen de flujo de Taylor líquido-líquido.

Punto de partida

"Mi objetivo era combinar la química orgánica y la ingeniería química, que, con suerte, servirá como referencia útil y punto de partida para otros investigadores que busquen traducir su electroquímica en flujo, "dice el investigador.

"Si bien se han logrado avances significativos a lo largo de la última década, avanzar no está exento de desafíos. La comunidad debería centrarse más en ejemplos que aporten ventajas decisivas, como la electroquímica multifásica. Esto ha permanecido en gran parte infrarrepresentado hasta la fecha ".

Uno de los desafíos que enfrentó Cao en su investigación fue la obstrucción de los canales, cuales, De acuerdo con él, sigue siendo el talón de Aquiles de la tecnología de microrreactores. Sin duda, resolver estos problemas requiere esfuerzos de colaboración entre ingenieros químicos y químicos tanto del mundo académico como de la industria. él cree.

"Estoy seguro de que el progreso en estos aspectos aumentará la utilidad de la tecnología de los reactores de flujo y ampliará los límites de la electroquímica orgánica sintética".