액체 금속이 100년의 역사를 지닌 화학공학 공정을 뒤흔들다
다음 국가에 발표된 결과 자연 나노기술 오늘날 고체 재료로 만든 오래되고 에너지 집약적인 촉매에서 벗어나 절실히 필요한 혁신을 제공합니다.
이 연구는 시드니대학교 화학 및 생체분자공학부 학장인 쿠로시 칼란타르-자데 교수와 시드니대학교와 UNSW에서 공동으로 연구하고 있는 준마 당나라 박사가 주도하고 있습니다.
촉매는 반응에 참여하지 않고도 화학반응을 더 빠르고 쉽게 일어나게 하는 물질이다.
일반적으로 고체 금속 또는 고체 금속 화합물인 고체 촉매는 화학 산업에서 플라스틱, 비료, 연료 및 공급 원료를 만드는 데 일반적으로 사용됩니다.
그러나 고체 공정을 사용한 화학 생산은 에너지 집약적이며 최대 섭씨 1000도에 달하는 온도가 필요합니다.
대신 새로운 공정에서는 액체 금속을 사용하는데, 이 경우 주석과 니켈을 용해시켜 고유한 이동성을 제공하여 액체 금속 표면으로 이동하고 카놀라유와 같은 입력 분자와 반응할 수 있도록 합니다.
이로 인해 카놀라유 분자가 많은 산업에 중요한 고에너지 연료인 프로필렌을 포함하여 더 작은 유기 사슬로 회전, 단편화 및 재조립됩니다.
"우리의 방법은 에너지 소비를 줄이고 화학 반응을 친환경화하기 위해 화학 산업에 비교할 수 없는 가능성을 제공합니다."칼란타르-자데 교수는 말했습니다.
"2050년에는 화학 부문이 배출량의 20% 이상을 차지할 것으로 예상됩니다."칼란타르-자데 교수는 말했습니다.
"그러나 화학 제조는 다른 분야에 비해 가시성이 훨씬 낮습니다. 따라서 패러다임 전환이 중요합니다."
프로세스 작동 방식
액체 금속의 원자는 고체보다 무작위로 배열되어 있고 더 자유롭게 움직일 수 있습니다.
이를 통해 화학 반응에 쉽게 접촉하고 참여할 수 있습니다.
"이론적으로 훨씬 낮은 온도에서 화학물질을 촉매할 수 있습니다. 즉, 훨씬 적은 에너지를 필요로 합니다."칼란타르-자데 교수는 이렇게 말했습니다.
연구에서 저자들은 녹는점이 섭씨 30도에 불과한 갈륨 기반 액체 금속에 녹는점이 높은 니켈과 주석을 용해시켰습니다.