เชื้อเพลิงที่ทำจากชีวมวลถือว่าเป็นกลางต่อสภาพอากาศ แม้ว่าจะยังต้องการพลังงานในการผลิตก็ตาม: ปฏิกิริยาเคมีที่ต้องการต้องการอุณหภูมิและความดันในระดับสูง

Johannes Lercher ศาสตราจารย์ด้านเทคโนโลยีเคมีของมหาวิทยาลัยกล่าวว่า "ถ้าเราจะทำโดยไม่มีแหล่งพลังงานฟอสซิลในอนาคตและใช้ชีวมวลในวงกว้างอย่างมีประสิทธิภาพ เราจะต้องหาวิธีลดพลังงานที่จำเป็นสำหรับการแปรรูปชีวมวล มหาวิทยาลัยเทคนิคแห่งมิวนิก (TUM) และผู้อำนวยการสถาบันเพื่อการเร่งปฏิกิริยาแบบบูรณาการที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติแปซิฟิกตะวันตกเฉียงเหนือในริชแลนด์ วอชิงตัน (สหรัฐอเมริกา)

เมื่อทำงานร่วมกับทีมวิจัยระดับนานาชาติ เลอร์เชอร์ได้ศึกษาบทบาทของโมเลกุลของน้ำอย่างใกล้ชิดในปฏิกิริยาภายในรูขุมขนของซีโอไลต์ซึ่งมีขนาดน้อยกว่าหนึ่งนาโนเมตร

ทุกอย่างเริ่มต้นด้วยกรด

ลักษณะหนึ่งของกรดคือสามารถบริจาคโปรตอนได้อย่างง่ายดาย ดังนั้น เมื่อเติมลงในน้ำ กรดไฮโดรคลอริกจะแยกออกเป็นคลอไรด์แอนไอออนที่มีประจุลบ เช่นเดียวกับที่พบในผลึกเกลือแกง และโปรตอนที่มีประจุบวกซึ่งเกาะติดกับโมเลกุลของน้ำ ซึ่งส่งผลให้เกิดไฮโดรเนียมไอออนที่มีประจุบวก ซึ่งดูเหมือนว่าจะส่งผ่านโปรตอนนี้ต่อไป ตัวอย่างเช่น ไปยังโมเลกุลอินทรีย์

เมื่อโมเลกุลอินทรีย์ถูก "บังคับ" ให้รับโปรตอน มันจะพยายามทำให้ตัวมันเสถียร ดังนั้น แอลกอฮอล์สามารถก่อให้เกิดโมเลกุลที่มีพันธะคู่ ซึ่งเป็นขั้นตอนปฏิกิริยาปกติบนเส้นทางจากชีวมวลสู่เชื้อเพลิงชีวภาพ ผนังซีโอไลต์ช่วยรักษาสภาพการเปลี่ยนผ่านที่เกิดขึ้นระหว่างการแปลง ดังนั้น จึงช่วยลดปริมาณพลังงานที่ต้องการจากปฏิกิริยาที่จะเกิดขึ้น

ซีโอไลต์ทำหน้าที่เป็นกรด

ซีโอไลต์มีอะตอมออกซิเจนในโครงสร้างผลึกซึ่งมีโปรตอนอยู่แล้ว เช่นเดียวกับกรดโมเลกุล พวกมันสร้างไฮโดรเนียมไอออนผ่านปฏิกิริยากับน้ำ

อย่างไรก็ตาม แม้ว่าไอออนของไฮโดรเนียมจะกระจายตัวไปในน้ำ แต่ก็ยังมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับซีโอไลต์ การเตรียมสารเคมีล่วงหน้าสามารถเปลี่ยนแปลงจำนวนของศูนย์ออกฤทธิ์เหล่านี้ ดังนั้นจึงสร้างความหนาแน่นของไฮโดรเนียมไอออนในรูพรุนของซีโอไลต์

ซีโอไลต์ในอุดมคติสำหรับทุกปฏิกิริยา

ทีมวิจัยสามารถอธิบายขนาดรูพรุนและความเข้มข้นของน้ำที่กระตุ้นปฏิกิริยาตัวอย่างที่เลือกได้ดีที่สุด โดยการเปลี่ยนขนาดของโพรง ความหนาแน่นของไซต์แอคทีฟและปริมาณน้ำอย่างเป็นระบบ

Johannes Lercher อธิบาย "โดยทั่วไป สามารถเพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยาได้โดยการทำให้รูพรุนเล็กลงและเพิ่มความหนาแน่นของประจุ "อย่างไรก็ตาม การเพิ่มขึ้นนี้มีข้อจำกัด: เมื่อสิ่งของแออัดเกินไปและประจุอยู่ใกล้กันเกินไป อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะลดลงอีกครั้ง ทำให้สามารถค้นหาสภาวะที่เหมาะสมที่สุดสำหรับทุกปฏิกิริยา"

"ซีโอไลต์โดยทั่วไปเหมาะเป็นเครื่องปฏิกรณ์นาโนสำหรับปฏิกิริยาเคมีทั้งหมดที่มีคู่ปฏิกิริยาพอดีกับรูพรุนและกรดถูกใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา" เลอร์เชอร์เน้นย้ำ "เราอยู่ในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนาที่มีศักยภาพในการเพิ่มปฏิกิริยาของโมเลกุลแม้ในอุณหภูมิต่ำ และด้วยเหตุนี้ จึงเป็นการประหยัดพลังงานจำนวนมากในการผลิตเชื้อเพลิงหรือสารเคมี"สล็อตออนไลน์ 918kiss