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El etileno es una importante materia prima petroquímica. Su producción es un símbolo de la capacidad y el nivel de producción petroquímica de un país. Debido a la oxidación y deshidrogenación del etano, es difícil controlar el grado de oxidación, y las reacciones secundarias en su mayoría hacen que el etileno sea menos selectivo.
En un estudio publicado en ACS Catalysis, un grupo de investigación dirigido por el profesor XIE Kui del Instituto de Investigación de Fujian sobre la Estructura de la Materia (FJIRSM) de la Academia de Ciencias de China informó sobre un sistema acoplado en el que se realizó un nuevo proceso de deshidrogenación no oxidada de etano a etileno en protones celda electrolítica de óxido sólido conductor.
Los investigadores encontraron que el etano se electrocatalizó en etileno y protones (C 2 H 6 → C 2 H 4 + 2H + + 2e - ) en el ánodo, y los protones fueron "extraídos" por electrolito al cátodo para formar hidrógeno (2H + + 2e - → H 2 ). Cuando CO 2 y el protón reacciona en el cátodo, COCO 2 + 2H + + 2e - → CO + H 2 O) se genera. CO 2 se reduce a combustible CO, y se reduce el sobrepotencial entre los dos electrodos, por tanto, la eficacia de deshidrogenación del etano se mejora enormemente.
La "extracción" electroquímica de protones logra una deshidrogenación no oxidativa eficiente del etano en etileno. A presión atmosférica, 700 ℃ y 0,8 V, la tasa de conversión de etano es de hasta 75,2%, la selectividad del etileno es ～ 100%, y el rendimiento de 100 horas de funcionamiento no se atenúa.
Además, Los resultados experimentales y teóricos revelaron que mediante el dopaje Nb 1,33 (Ti 0,8 Minnesota 0,2 ) 0.67O4-δ (NTMO) y remachando el nanómetro de crecimiento Ni X Cu1 -X aleación en la superficie in situ, y el sistema de interfaz de óxido de metal se construyó para mejorar la actividad electrocatalítica y la resistencia a la deposición de carbono de la conversión de etano.
Este novedoso proceso electrocatalítico realizó no solo la deshidrogenación sin oxidación del etano a etileno, sino también la reducción y la utilización de alto valor de CO 2 , que tiene potencial económico y de desarrollo sostenible. Este estudio proporciona un método electroquímico eficiente y confiable para la conversión de C 2 H 6 , y allana un nuevo camino para la conversión de otros alcanos.
