Éthylène, ou éthylène, est une matière première primaire pour l'industrie chimique, y compris comme matière première pour la production d'une grande variété de matières plastiques. Dans la revue Angewandte Chemie , les scientifiques ont maintenant introduit une nouvelle technique électrochimique pour la production sélective et économe en énergie d'éthylène à partir de monoxyde de carbone, qui peuvent être obtenus à partir de ressources renouvelables et de déchets.

Tant du point de vue économique qu'environnemental, la conversion du monoxyde de carbone (CO) en éthylène par des méthodes économes en énergie est un processus clé pour l'utilisation de matières premières non pétrochimiques. Aujourd'hui, l'éthylène est généralement produit par vapocraquage du naphta dérivé des raffineries de pétrole. Dans ce processus, les hydrocarbures à longue chaîne sont divisés en chaînes plus courtes entre 800 et 900 °C. Alternativement, l'éthylène peut être produit à partir de gaz de synthèse - un mélange de CO et d'hydrogène obtenu à partir de la gazéification du charbon - bien qu'il puisse également être obtenu à partir de biogaz, bois, et les déchets comme sources de carbone.

Le procédé Fischer-Tropsch permet de convertir le gaz de synthèse en un mélange d'hydrocarbures, y compris l'éthylène. Les inconvénients de cette méthode sont les conditions énergivores de 200 à 250 °C, 5 à 50 bars de pression, et la consommation d'hydrogène précieux. En outre, un maximum de 30% des produits sont les hydrocarbures C2 préférés (éthylène et éthane). La formation de chaînes plus longues ne peut pas être évitée, le procédé de séparation de l'éthylène est complexe, et 30-50% de CO 2 est également produit, ce qui est une émission indésirable et représente un gaspillage de carbone.

Des chercheurs travaillant avec Dehui Deng à l'Université de Xiamen et à l'Institut de physique chimique de Dalian de l'Académie chinoise des sciences ont maintenant introduit une nouvelle approche pour un procédé électrocatalytique direct pour la production hautement sélective d'éthylène. Dans cette méthode, Le CO est réduit avec de l'eau à température ambiante et pression standard, à l'aide d'un catalyseur en cuivre et de courant électrique.

En optimisant la structure de leur électrode à diffusion gazeuse, les chercheurs ont pu atteindre une efficacité faradique inégalée (efficacité de transfert de charge dans une réaction électrochimique) de 52,7% et ils ont franchi la limite de 30% pour C 2 sélectivité. Pas de co 2 l'émission se produit. Le succès de l'approche repose sur une couche microporeuse de fibres de carbone avec une hydrophobie optimisée, qui sert de support aux particules de cuivre catalytiquement actives, et une concentration optimisée en hydroxyde de potassium dans la phase aqueuse. Cela augmente la concentration de CO à l'électrode et augmente le couplage entre les atomes de carbone. Les produits secondaires de cette réaction, éthanol, n-propanol, et acide acétique, sont des liquides, permettant une séparation facile de l'éthylène gazeux.