I ricercatori dell'Università di Magonza e di Evonik ha

I ricercatori dell'Università di Magonza e di Evonik hanno sviluppato un metodo innovativo per scindere e ossidare i doppi e tripli legami negli idrocarburi

Johannes Gutenberg Universität Magonza

Le poliammidi sono presenti in molti prodotti diversi, come corde per alpinismo, paracadute in nylon e materiali per la stampa 3D. Gli acidi dicarbossilici sono usati come elementi chimici per queste poliammidi. Tuttavia, la loro produzione è stata finora impegnativa perché gli attuali metodi di generazione di acidi dicarbossilici da idrocarburi saturi o insaturi spesso comportano più passaggi nonché l’uso di metalli pesanti e acidi forti, mentre i relativi consumi energetici e costi sono elevati. Inoltre, il processo porta spesso al rilascio di ossidi di azoto (NOx), che sono tra i gas serra più problematici dal punto di vista climatico. I ricercatori dell'Università Johannes Gutenberg di Magonza (JGU) e di Evonik hanno recentemente sviluppato un modo rispettoso dell'ambiente per produrre acidi (di)carbossilici. Lo riferiscono in un articolo recentemente pubblicato su Nature Communications.

L’elettrochimica offre nuove opportunità

"La nostra tecnica è il primo processo in assoluto per creare gli elementi costitutivi delle poliammidi da composti petrolchimici e persino da acidi grassi insaturi utilizzando un approccio abbastanza parsimonioso", ha affermato il professor Siegfried Waldvogel, relatore del SusInnoScience – Sustainable Chemistry as the Key to Innovation in Resource -efficient Science in the Anthropocene – focus di ricerca presso l’Università di Magonza. La nuova tecnica prevede un metodo elettrochimico in cui gli idrocarburi con doppi o tripli legami vengono trasferiti in una cella di elettrolisi riempita con un solvente. Successivamente viene aggiunto ossigeno; maggiore è la concentrazione di ossigeno, più efficiente è il processo.

"Ciò che è veramente affascinante nel nostro processo è che l'intervento elettrochimico è necessario sia sull'anodo che sul catodo", ha spiegato Waldvogel. Mentre all'anodo si creano radicali ossidativi, l'ossigeno all'elettrodo opposto viene ridotto ad anioni superossido. I radicali e gli anioni superossido si uniscono nella soluzione e reagiscono per formare il prodotto desiderato, l'acido carbossilico. I ricercatori hanno ripetuto con successo il processo sia nelle celle elettrolitiche standard che in quelle a flusso.

Il processo richiede solo ossigeno, elettricità e composti di idrocarburi

Questa nuova tecnica presenta numerosi vantaggi: i metalli pesanti e gli acidi forti non sono più necessari e non vengono generati ossidi di azoto. Gli unici materiali di partenza necessari sono ossigeno, elettricità e idrocarburi con doppi legami. Poiché non vengono creati sottoprodotti e il solvente può essere recuperato e riciclato, il processo è molto conveniente. "Si tratta di un processo innovativo e meno dannoso per la produzione di acidi carbossilici, fornendo così un prezioso contributo a quei produttori che desiderano sostituire i processi dannosi per il clima con un approccio verde", ha concluso Waldvogel. Il gruppo di ricerca sta attualmente lavorando su un ampliamento del processo di laboratorio per renderlo praticabile per l’uso commerciale.

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