Los productos químicos y materiales producidos son esenciales para prácticamente todos los aspectos de la vida cotidiana, desde los depósitos de depósito hasta el plástico, el combustible y el fertilizante. Sin embargo, la producción de estos productos químicos importantes se produce en los pendientes costos de energía.
Muchos de estos productos químicos industriales provienen principalmente de materiales a base de combustibles fósiles. Estos compuestos suelen ser muy estables, lo que dificulta la transformación en productos útiles sin la aplicación de requisitos de reacción de reacción de reacción nítida y energética.
Como resultado, la transformación de estos materiales obstinados contribuye significativamente al uso general de la energía. En 2022. El sector industrial consumió el 37% de la energía total del mundo, con la industria química responsable de aproximadamente el 12% de esa demanda.
Los procesos convencionales para la producción de productos químicos utilizan el calor para generar energía requerida para las reacciones que tienen lugar a altas temperaturas y presiones. Un enfoque que usa la luz en lugar de calor podría reducir las necesidades de energía y permitir que las reacciones funcionen en condiciones posteriores, como la temperatura ambiente en lugar de el calor extremo.
La luz solar es una de las fuentes de energía más íntimas pero insuficientemente desaparecidas en la Tierra. En la naturaleza, esta energía se registra a través de la fotosíntesis, donde las plantas convierten la luz en energía química. Inspirado en este proceso, nuestro equipo de químicos en el Centro de Catálisis de Fotoredoca Sostenible, Centro de Investigación financiado por la National Scientific Foundation, que utiliza la luz sobre las reacciones del gobierno que se usan comúnmente en la producción de la industria de la producción química. Nuestros resultados han publicado en la revista de la Ciencia en junio de 2025. Años.
Esperamos que este método pueda proporcionar una ruta más rentable para crear productos químicos industriales a partir de combustibles fósiles. Al mismo tiempo, debido a que no depende de temperaturas o presiones súper altas, el proceso es más seguro, con menos posibilidades de accidentes.
Las plantas capturan la luz solar para convertir el dióxido de carbono del aire en carbohidratos o azúcares. Vattcle, Nefronus / Vikimedia Commons, CC BI-SA ¿Cómo funciona nuestro sistema?
El sistema Catalyst Photorestox que nuestro equipo desarrolló es alimentado por un LED simple y actúa de manera eficiente a temperatura ambiente.
En el núcleo de nuestro sistema hay un catalizador orgánico de fotororrederox: una molécula especializada que sabemos acelera las reacciones químicas cuando están expuestas a la luz y a consumir en el proceso.
Me gusta cómo las plantas dependen de las Pigmettes para la luz del sol para la fotosíntesis, nuestro catalizador fotordox absorbe más partículas de luz, llamadas fotones, en una fila.
Estos fotones proporcionan estallidos de energía, que el catalizador de la tienda y luego usó para comenzar las reacciones. Esta cosecha "multipotónica" desarrolla suficiente energía para forzar una moléculas muy tercas en las reacciones realizadas que de otro modo necesitarían metales muy reactivos. Una vez que se completó la reacción, se restableció el fotocatalizador, estaba listo para dibujar todas las luces y mantiene el procedimiento sin crear desechos adicionales.
El Center for Sostenible Photoride Catalyst Amzeeen Bains realiza una reacción de catalucias fotográficas guiadas por la luz. John Cline, Fotografía de la Universidad Estatal de Colorado que permite la producción de productos químicos más ecológicos
Nuestro trabajo apunta hacia el futuro en el que los productos químicos se realizan usando luz en lugar de calor. Por ejemplo, nuestro catalizador puede convertir benceno, un componente simple de petróleo crudo, una forma llamada ciclohexadienes. Este es un paso clave para hacer edificios para nylon. La mejora de esta parte del proceso podría reducir la huella de carbono de la producción de nylon.
Imagine a los fabricantes que usan reactores LED o incluso la luz solar para hacer una fuerte producción de productos químicos esenciales. Los LED continúan usando electricidad, pero necesitan mucha menos energía en comparación con los métodos de calentamiento tradicionales utilizados en la producción de productos químicos. Si bien las cosas reales aumentan, también entendemos formas de usar la luz solar directamente, lo que hace que todo el proceso sea aún más sostenible y más eficiente energéticamente.
En este momento, usamos con éxito nuestros catalizadores fotorgros en pequeños experimentos de laboratorio, produciendo solo miligramos al mismo tiempo. Pero para pasar a la producción comercial, tendremos que demostrar que estos catalizadores también pueden funcionar de manera efectiva en un grado mucho mayor, haciendo peso o incluso toneladas de productos. Las pruebas en estas reacciones más grandes asegurarán que sean confiables y económicas para la producción de químicos químicos y santos.
Del mismo modo, la escala de este proceso requeriría grandes reactores que usan la luz de manera efectiva. La construcción de ellos primero requerirá que el diseño de nuevos tipos de reactores que permitan que la luz alcance más profundo por dentro. Tendrá que ser más transparente o construido de manera diferente, por lo que la luz puede alcanzar fácilmente todas las partes de la reacción.
Nuestro equipo planea continuar desarrollando nuevas técnicas que se llevaron a cabo ligeramente inspiradas en la eficiencia de la naturaleza. La luz del sol es un recurso abundante y que encuentra mejores formas de inscribirse en ella, esperamos facilitar y limpiar para producir productos químicos y materiales que depende la vida moderna.
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