Phương pháp tổng hợp trực tiếp sử dụng carbon dioxide và hydro đã thu hồi để sản xuất axit fomic
bởi Khoa học và Công nghệ Công nghiệp Tiên tiến
Tổng quan về hệ thống lưu trữ và sản xuất hydro sử dụng axit fomic. Nguồn: Khoa học và Công nghệ Công nghiệp Tiên tiến
Với mục tiêu đạt được một xã hội trung hòa carbon và loại bỏ khí thải nhà kính vào năm 2050, các nỗ lực đang được đẩy nhanh để sử dụng hydro làm nguồn năng lượng chính. Để đạt được mục tiêu này, các công nghệ lưu trữ, vận chuyển và tái tạo hydro đang được phát triển tích cực tại Nhật Bản, bao gồm hydro áp suất cao, hydro lỏng và chất mang hydro hữu cơ lỏng (LOHC) như methylcyclohexane.
Một ví dụ là việc vận chuyển hydro được sản xuất từ than non ở nước ngoài đến Nhật Bản, nơi nó được sử dụng dưới dạng hydro lỏng trong xe ô tô chạy bằng pin nhiên liệu, tàu hỏa, xe nâng, v.v. Các thử nghiệm trình diễn cho các ứng dụng này đã được tiến hành.
Mặt khác, việc sử dụng hydro áp suất cao và hydro lỏng, chẳng hạn, đặt ra những thách thức. Nó đòi hỏi thiết bị chuyên dụng và các thùng chứa nặng để lưu trữ và vận chuyển an toàn, gây ra rủi ro về an toàn và tăng chi phí, hạn chế việc áp dụng rộng rãi.
Một nhà nghiên cứu tại AIST, hợp tác với Đại học Tsukuba, đã phát triển một phương pháp hiệu quả cao để tổng hợp axit formic trực tiếp từ carbon dioxide và hydro. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Organometallics.
Axit formic đã thu hút sự chú ý đáng kể vì là một trong những chất mang hydro đầy hứa hẹn. Trong phương pháp thông thường, axit formic đầu tiên được sản xuất từ carbon dioxide và hydro dưới dạng "muối formate" ổn định trong điều kiện cơ bản và sau đó, "muối formate" được chuyển đổi thành axit formic thông qua xử lý axit.
Tuy nhiên, các phương pháp này bao gồm nhiều bước để quản lý nhiệt sinh ra và loại bỏ các sản phẩm phụ, dẫn đến chi phí sản xuất cao, làm phức tạp việc cung cấp hydro hiệu quả về mặt chi phí.
Trong nghiên cứu này, các nhà nghiên cứu đã phát triển một phương pháp đơn giản và hiệu quả để tổng hợp trực tiếp axit formic từ carbon dioxide và hydro bằng cách sử dụng chất xúc tác iridi trong hexafluoroisopropanol (HFIP).
Cho đến nay, tổng hợp trực tiếp bằng chất xúc tác iridi phải đối mặt với những thách thức do axit formic phân hủy nhanh thành hydro và carbon dioxide trong nước. Ngược lại, họ phát hiện ra rằng HFIP ức chế quá trình phân hủy axit formic và tăng tốc độ hình thành các phức hợp iridium hydride, các chất trung gian chính trong quá trình tổng hợp, hơn bốn lần so với nước.
Bước đột phá này cho phép sản xuất axit formic trực tiếp, hiệu quả mà không cần các chất trung gian formate. Hơn nữa, thành tựu này mở đường cho việc sử dụng axit formic làm nguồn hydro bền vững.
Bằng cách tích hợp nó với hệ thống phát điện dựa trên dòng chảy của AIST, cải tiến này có thể đẩy nhanh quá trình phát triển các giải pháp lưu trữ và sản xuất hydro trung tính carbon.
Mời các đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
