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年間およそ

  2000万トンのエチレンオキシドが製造されている。酸素とエチレンとを200-300 °C、3 MPa以下で反応させるが、ほぼ同じ量のCO2も発生する。その半分以上はエチレンの過酸化で、他は発電所での化石燃料の燃焼で発生する。電子化学的な方法がこの量を削減しうるが、エチレンがほとんど水に溶けず、一連の反応が妨げられる。その中今回電解質の中に塩化物イオンを加え、これがアノードとエチレンとの間に電荷を運ぶ媒体として、相互作用を改良することができた[1]。電流は電気化学セルのアノードを通して流れ、塩化物イオンを塩素に変換し、これが次亜塩素酸や塩酸を形成する。次亜塩素酸はエチレンと反応して、エチレンクロロヒドリンを与える。一方カソードでは、水が分解し、水酸化物イオンと水素が発生する。研究者らのセルは、膜を含み、それが触媒の電極を分離し、セルのそれぞれの側の溶液が混ざることを防いでいる。アノード、カソード反応の後、セルから二つの溶液を抜き、それらを合わせると、エチレンクロロヒドリンが水酸化物イオンと反応しエチレンオキシドが生成する。同様のプロセスでプロピレンオキシドも合成することができる。さらに利用されている電流密度は、商業運転への応用も可能な値である。塩化物イオンが、ええんか。い〜よん。

[1] Chemical & Engineering News 2020 June 15, p. 9.

DOI: 10.1126/science.aaz8459

20.6.30

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