Etileno, o eteno, es una materia prima primaria para la industria química, incluso como material de partida para la producción de una amplia variedad de plásticos. En el diario Angewandte Chemie , Los científicos han introducido ahora una nueva técnica electroquímica para la producción selectiva y energéticamente eficiente de etileno a partir de monóxido de carbono. que se puede obtener a partir de recursos renovables y residuos.

Tanto desde el punto de vista económico como medioambiental, la conversión de monóxido de carbono (CO) en etileno mediante métodos energéticamente eficientes es un proceso clave para el uso de materias primas no petroquímicas. Hoy dia, el etileno se produce típicamente por craqueo al vapor de nafta derivada de refinerías de petróleo. En este proceso, Los hidrocarburos de cadena larga se dividen en cadenas más cortas entre 800 y 900 ° C. Alternativamente, El etileno se puede producir a partir de gas de síntesis, una mezcla de CO e hidrógeno obtenida de la gasificación del carbón, aunque también se puede obtener del biogás. madera, y desechos como fuentes de carbono.

El proceso Fischer-Tropsch se puede utilizar para convertir el gas de síntesis en una mezcla de hidrocarburos, incluido el etileno. Las desventajas de este método son las condiciones de uso intensivo de energía de 200 a 250 ° C, 5 a 50 bar de presión, y el consumo de hidrógeno valioso. Además, un máximo del 30% de los productos son los hidrocarburos C2 preferidos (etileno y etano). No se puede prevenir la formación de cadenas más largas, el proceso de separación del etileno es complejo, y 30-50% CO ₂ también se produce, que es una emisión no deseada y representa un desperdicio de carbono.

Los investigadores que trabajan con Dehui Deng en la Universidad de Xiamen y el Instituto de Física Química de Dalian de la Academia de Ciencias de China han introducido un nuevo enfoque para un proceso electrocatalítico directo para la producción altamente selectiva de etileno. En este método, El CO se reduce con agua a temperatura ambiente y presión estándar, utilizando un catalizador de cobre y corriente eléctrica.

Optimizando la estructura de su electrodo de difusión de gas, Los investigadores pudieron lograr una eficiencia Faradaica incomparable (eficiencia de transferencia de carga dentro de una reacción electroquímica) del 52,7% y rompieron el límite del 30% para C ₂ selectividad. No co ₂ se produce la emisión. El éxito del enfoque depende de una capa microporosa de fibras de carbono con una hidrofobicidad optimizada, que actúa como soporte de partículas de cobre catalíticamente activas, y una concentración optimizada de hidróxido de potasio en la fase acuosa. Esto aumenta la concentración de CO en el electrodo y aumenta el acoplamiento entre los átomos de carbono. Los productos secundarios de esta reacción, etanol, n-propanol, y ácido acético, son líquidos, permitiendo una fácil separación del etileno gaseoso.