全球化学工业是主要的化石燃料消耗者和气候变化贡献者;然而,科廷大学的新研究已经确定了该行业如何通过变脏来净化其绿色信誉。
文章“导体上的绝缘体污垢放大水电解速率”发表在《美国化学会杂志》上。
大多数涉及电力和有机材料的化学反应都不能用水有效地完成,因为有机材料不能很好地溶解,迫使工业界使用化石燃料来提供热量而不是电力或使用水的替代物质,这增加了环境和安全风险。
然而,由科廷大学分子与生命科学学院副教授 Simone Ciampi 领导的一个研究小组发现,通过在电极中添加防水材料可以大大加速水中的化学反应,这一过程被称为“结垢” ”。
Ciampi 教授说:“污垢完全违背了传统观念,即必须拥有清洁的仪器才能使使用电极的过程尽可能高效。”
“但是当我们添加塑料或油等防水材料时,我们发现这些区域发生的反应比电极‘干净’区域的反应速度快六倍。
“我们发现,即使使用家用胶水,反应速度也能提高 22%。”
研究共同领导者和博士学位。候选人哈里·罗德里格斯表示,关键是有机材料被其他防水材料所吸引。
“如果材料是疏水性的——这意味着它不喜欢水——它就会想要出去,所以它会被吸引到疏水性环境,如电极上的油、塑料或胶水,”他说。
罗德里格斯表示,尽管面临挑战,化学工业仍渴望尽可能地利用水。
“如果使用当前的工业方法在水中生产有机化学品,预计产量会非常低,”他说。
“但如果可行的话,公司仍然希望使用水,因为他们目前用于这些反应的化学品昂贵且易燃,因此存在安全和储存方面的担忧和潜在的复杂性。
“除了环境效益之外,使用水还可以避免很多这些问题。”
Ciampi教授表示,该方法要大规模复制还需要一段时间,但通过与其他专业领域的合作可以加速迈向清洁化学工业的进程。
“例如,采矿业一直使用气泡作为分离矿物的方式,”他说。
“有丰富的知识可以与电化学相结合,使这种方法达到更大的规模,然后产生真正的影响。”