تبدیل متان به متانول توسط پلیمرهای چاپی سه بعدی

اخبار پلیمری
Print Friendly

دانشمندان آزمایشگاه ملی Lawrence Livermore موفق به ایجاد اولین راکتوری شده‌اند که قابلیت تولید پیوسته متانول از متان را در دما و فشار اتاق دارا می‌باشد.

پلیمرهای چاپی سه بعدی

به گزارش گروه ترجمه و تولید محتوا مرجع پلیمر در بازار ایران (پلیم پارت)، تیم پژوهشی با حذف آنزیم‌ها از methanotrophs (باکتری که متان را می‌خورد) آن‌ها را با پلیمرهایی که داخل راکتور چاپ یا قالب‌گیری شده اند مخلوط می‌کند. شایان ذکر است که فعالیت آنزیم تا ۱۰۰% در پلیمر حفظ خواهد شد. پلیمر چاپ شده که آنزیم در آن جاسازی شده است بسیار انعطاف پذیر می‌باشد و می‌توان از آن در طیف گسترد‌ه‌ای از کاربردها مخصوصا واکنش‌های شامل گازی-مایع مورد استفاده قرار بگیرد.

پیشرفت های انجام شده در زمینه تکنیک‌های استخراج گاز و نفت، باعث کشف شدن ذخایر گسترده جدیدی از گاز طبیعی شده است که در درجه اول متشکل از متان هستند. با این وجود، حجم زیادی از متان نشت کرده یا طی عملیات استخراج می سوزد، بخشی از این امر به دلیل مشکل بودن ذخیره‌سازی و انتقال گاز در مقایسه با سوخت های مایع ارزشمندتر می‌باشد. انتشار متان در حدود یک سوم از پتانسیل فعلی گرم شدن کره زمین می‌باشد.

پلیمرهای چاپی سه بعدی2

فناوری صنعتی کنونی برای تبدیل متان به محصولات با ارزش تر نظیر اصلاح بخار در دما و فشار بالایی انجام می‌شود و نیازمند شمار زیادی از عملیات‌های واحد می‌باشد. در نتیجه، فناوری‌های صنعتی فعلی دارای بازده کمی برای تبدیل متان به محصولات نهایی می‌باشند و از لحاظ اقتصادی فقط در مقیاس‌های بزرگ به کار گرفته می‌شوند.

تنها کاتالیست شناخته شده (زیستی یا صنعتی) برای تبدیل متان به متانول تحت شرایط محیطی خنثی با بهره‌وری بالا آنزیم متان مونواکسیژناز (MMO) می باشد. این واکنش می‌تواند توسط methanotrophs که حاوی آنزیم می‌باشد صورت گیرد، اما در این روش برای نگهداری و سوخت و ساز ارگانیسم‌ها نیاز به انرژی می‌باشد. در نتیجه تیم پژوهشی آنزیم ها را از ارگانیسم جدا کرده و به صورت مستقیم استفاده کردند.

این گروه دریافتند آنزیم های جدا شده واکنش‌های کنترل شده بیشتری در شرایط محیطی خنثی با راندمان تبدیل بالاتر و انعطاف پذیری بیشتر ارائه می‌دهند.

پلیمرهای چاپی سه بعدی3

تا به اکنون بیشتر راکتورهای زیستی صنعتی مخازن همزنی بوده‌اند که استفاده از آنها برای واکنش ها گازی-مایع کارآمدی چندانی در پی نداشته است. مفهموم چاپ آنزیم ها داخل ساختار پلیمری تنومند  مسیر را برای ساخت انواع جدیدی از راکتورها با توان عملیاتی بالاتر و مصرف انرژی پایین تر باز می‌کند.

دانلود کامل مقاله:

Printable enzyme-embedded materials for methan to methanol conversion

1
telegram.png

نظر بگذارید