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ライス大学のエンジニアたちは、再生可能電力を効率的に使用して高度に精製された製品を生産できる連続触媒反応器を通じて、一酸化炭素を酢酸（酢に強い味を与える広く使用されている化学物質）に直接変換している。
ライス大学ブラウン工学部の化学・生体分子工学研究室で開発された電気化学プロセスは、一酸化炭素（CO）を酢酸に還元しようとするこれまでの試みの問題を解決しました。これらのプロセスでは、生成物を精製するために追加の手順が必要でした。
この環境に優しいリアクターは、ナノメートル立方銅を主触媒として、また独自の固体電解質を使用しています。
この装置で150時間連続運転した結果、生成した水溶液中の酢酸含有量は最大2%に達しました。酸成分の純度は98%と高く、これは一酸化炭素を触媒的に液体燃料に変換する初期の試みで生成された酸成分をはるかに上回っています。
酢酸は、酢やその他の食品と同様に、医療用途の防腐剤として使用されています。また、インク、塗料、コーティング剤の溶剤としても使用され、酢酸ビニルの製造においては、酢酸ビニルは一般的な白色接着剤の原料となります。
ライス大学のプロセスは、ワン氏の研究室にある反応器を基盤とし、二酸化炭素（CO2）からギ酸を生成します。この研究は、最近パッカードフェローに任命されたワン氏にとって重要な基盤となりました。ワン氏は、温室効果ガスを液体燃料に変換する方法の研究を継続するために、全米科学財団（NSF）から200万ドルの助成金を獲得しました。
王氏は、「当社は製品を炭素原子1個の化学物質であるギ酸から、より困難な炭素原子2個の化学物質へと改良しています」と述べた。「従来、酢酸は液体電解質で製造されてきましたが、性能が依然として低く、製品には電解質の分離という問題が残されています。」
センフトル氏はさらにこう付け加えた。「もちろん、酢酸は通常、COやCO2から合成されるわけではありません。」 「重要なのは、削減したい排ガスを吸収し、それを有用な製品に変えているということです。」
銅触媒と固体電解質の慎重なカップリングが行われ、固体電解質はギ酸反応器から移送されました。王氏は、「銅は2つの異なる経路で化学物質を生成することがあります」と述べました。「銅は一酸化炭素を酢酸とアルコールに還元できます。私たちは、炭素-炭素カップリングを制御できる面を持つ立方体を設計しました。炭素-炭素カップリングのエッジは、他の生成物ではなく酢酸を生成します。」
センフトル氏と彼のチームの計算モデルは、立方体の形状を改良するのに役立ちました。彼は次のように述べています。「立方体のエッジの種類を示すことができました。基本的には、より波打った表面です。エッジは特定のCOキーを破壊するのに役立ち、製品を何らかの方法で操作できるようになります。」エッジサイトを増やすことで、適切な結合を適切なタイミングで破壊できるようになります。
ゼンフトラー氏は、このプロジェクトは理論と実験をどのように結びつけるべきかを示す良い例だと述べた。「反応炉内のコンポーネントの統合から原子レベルのメカニズムに至るまで、これはエンジニアリングの様々なレベルを示す良い例です。」「これは分子ナノテクノロジーのテーマに合致し、それを現実世界のデバイスにどのように拡張できるかを示しています。」
王氏は、スケーラブルなシステム開発の次のステップは、システムの安定性を向上させ、プロセスに必要なエネルギーをさらに削減することだと述べた。
ライス大学の大学院生であるチュー・ペン、リウ・チュンヤン、シア・チュアン、そしてポスドク研究員のJ・エバンス・アットウェル・ウェルチがこの論文の主任担当者である。
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