Medienos atliekos da\u017enai vertinamos paprastai: jas galima sudeginti, paversti granul\u0117mis arba laikyti nepatogiu popieriaus ar biokuro gamybos liku\u010diu. Ta\u010diau b\u016btent jose slypi ligninas \u2013 med\u017eiaga, kuri augaluose veikia kaip nat\u016bral\u016bs klijai ir atramin\u0117 strukt\u016bra. Ligninas standina l\u0105steli\u0173 sieneles ir padeda medienai i\u0161laikyti tvirtum\u0105. Kartu tai jau seniai yra ir chemik\u0173 galvos skausmas: ligninas turtingas anglies ir teori\u0161kai gali tapti vertinga \u017ealiava, ta\u010diau j\u012f labai sunku selektyviai suskaidyti \u012f naudingas molekules.<\/p>\n
Naujas \u201eSungkyunkwan University\u201c ir \u201eKIST\u201c mokslinink\u0173 tyrimas rodo, kad \u0161\u012f atkakl\u0173 biomas\u0117s komponent\u0105 galima apdoroti ne agresyvia chemija, reikalaujan\u010dia auk\u0161tos temperat\u016bros ir sl\u0117gio, o kur kas subtiliau \u2013 pasitelkiant elektros energij\u0105 ir palad\u017eio katalizatori\u0173. Tyr\u0117jai suk\u016br\u0117 elektrochemin\u012f proces\u0105, kuriame ligninas suskaidomas \u012f labiau pritaikomus aromatinius ir ciklohekseninius junginius nenaudojant i\u0161orinio vandenilio \u2013 vieno problemi\u0161kiausi\u0173 tradicini\u0173 metod\u0173 element\u0173. Rezultatai 2026 m. vasar\u012f publikuoti \u017eurnale \u201eApplied Catalysis B: Environment and Energy\u201c.<\/p>\n
Ligninas yra anglimi turtingiausia medienos biomas\u0117s dalis, tod\u0117l jau seniai laikomas patraukliu atsinaujinan\u010diu aromatini\u0173 jungini\u0173 \u0161altiniu. \u0160iandien tokius junginius chemijos pramon\u0117 da\u017enai gauna i\u0161 naftos, ta\u010diau lignino panaudojimas gal\u0117t\u0173 suma\u017einti priklausomyb\u0119 nuo i\u0161kastin\u0117s \u017ealiavos.<\/p>\n
Pagrindin\u0117 problema \u2013 lignino strukt\u016bra nereguliari, sud\u0117tinga ir pilna tvirt\u0173 C\u2013O bei C\u2013C ry\u0161i\u0173. Tai n\u0117ra med\u017eiaga, kuri lengvai \u201eatiduoda\u201c savo sudedam\u0105sias dalis. Da\u017eniausiai j\u0105 tenka skaidyti energijai imliomis s\u0105lygomis, o tuomet prarandamas selektyvumas ir gaunamas ma\u017eiau vertingas produkt\u0173 mi\u0161inys, nei \u017ead\u0117t\u0173 teorija.<\/p>\n
Ypa\u010d sunkiai ardomi eteriniai 4\u2013O\u20135 ir \u03b1\u2013O\u20134 ry\u0161iai. Anks\u010diau j\u0173 skaidymui da\u017enai reik\u0117davo auk\u0161tos temperat\u016bros, didelio sl\u0117gio ir vandenilio atmosferos \u2013 tai rei\u0161kia didesnes s\u0105naudas ir sud\u0117tingesn\u012f proces\u0105. Be to, ankstesni bandymai lignin\u0105 skaidyti elektrochemi\u0161kai da\u017enai duodavo kuklius monomer\u0173 i\u0161eigos rodiklius ir ne visuomet leido tiksliai patvirtinti, kokie produktai susidaro i\u0161 tikro lignino, o ne vien laboratorini\u0173 modeli\u0173.<\/p>\n
Naujasis rezultatas i\u0161siskiria tuo, kad mokslininkai pasirinko kit\u0105 keli\u0105: jie pasi\u016bl\u0117 sistem\u0105, kurioje reaktyvus vandenilis susidaro pa\u010diame procese \u2013 katalizatoriaus pavir\u0161iuje, vykstant vandens elektrolizei. Kitaip tariant, sistema pati \u201epasigamina\u201c tai, ko reikia ligninui skaidyti ir susidariusiems fragmentams toliau paversti vertingais junginiais. Pramoniniu po\u017ei\u016briu tai ypa\u010d svarbu, nes kiekvieno papildomo \u017eingsnio atsisakymas paprastai rei\u0161kia ma\u017eiau komplikacij\u0173, ma\u017eesnes energijos s\u0105naudas ir didesn\u0119 tikimyb\u0119, kad technologija bus ekonomi\u0161kai gyvybinga.<\/p>\n
Proceso pagrindas \u2013 katalizatorius: ant anglies nusodintas paladis. Elektros energija \u010dia tampa reakcijos varikliu, o redukcijai reikalingas vandenilis n\u0117ra tiekiamas i\u0161 i\u0161or\u0117s \u2013 jis susidaro katalizatoriaus pavir\u0161iuje skaidant vanden\u012f. Tai leid\u017eia vienu metu ardyti lignino eterinius ry\u0161ius ir vandenilinti reakcijos metu susidaran\u010dias molekules.<\/p>\n
Tyr\u0117jai parod\u0117, kad mechanizm\u0105 galima valdyti reguliuojant srov\u0117s tank\u012f, taigi \u2013 tiksliai kontroliuojant ant pavir\u0161iaus adsorbuoto vandenilio kiek\u012f.<\/p>\n
Bandymai su modeliniais junginiais, atspindin\u010diais sunkiausiai ardomus lignino ry\u0161ius, dav\u0117 itin gerus rezultatus. Difenilo eteris ir fenil-tolilo eteris per 90 minu\u010di\u0173 buvo visi\u0161kai paversti kitais produktais esant 70 \u00b0C temperat\u016brai ir 50 mA\/cm\u00b2 srov\u0117s tankiui. \u03b1\u2013O\u20134 ry\u0161\u012f imituojantis modelis visi\u0161kai sureagavo jau esant 30 \u00b0C.<\/p>\n
Taip pat u\u017efiksuotas auk\u0161tas produkt\u0173 selektyvumas: didel\u0117 dalis reakcijos produkt\u0173 buvo cikloheksanolis, cikloheksanas bei metilintos cikloheksano darini\u0173 formos. Tokie junginiai gali b\u016bti svarb\u016bs kaip cheminiai tarpiniai produktai, o dalis j\u0173 patenka ir \u012f potencialiai \u012fdomi\u0105 srit\u012f kaip kuro komponentai.<\/p>\n
Proceso efektyvum\u0105 tyr\u0117jai dar padidino prid\u0117dami izopropanol\u012f kaip bendraj\u012f tirpikl\u012f. Naudojant 30 proc. izopropanolio, pager\u0117jo substrato tirpumas ir vandenilio perna\u0161a, o farad\u0117jin\u0117 i\u0161eiga modeliniam junginiui pasiek\u0117 70,2 proc.<\/p>\n
Biomas\u0117s chemijoje neretai pasitaiko, kad puik\u016bs rezultatai gaunami su \u201eidealiais\u201c laboratoriniais junginiais, ta\u010diau dirbant su realia \u017ealiava pasirodo daugyb\u0117 nenumatyt\u0173 kli\u016b\u010di\u0173. \u0160io darbo autoriai tuo neapsiribojo: jie i\u0161band\u0117 sistem\u0105 ir su tikru lignino tirpalu, i\u0161gautu i\u0161 ber\u017eo.<\/p>\n
Mechanizmo analiz\u0117 atskleid\u0117 \u012fdom\u0173 vaidmen\u0173 pasiskirstym\u0105 katalizatoriuje. Oksiduota palad\u017eio forma PdO, kaip teigiama, yra atsakinga u\u017e C\u2013O ry\u0161i\u0173 ardym\u0105. Tuo tarpu metalinis paladis Pd0<\/sup> v\u0117liau \u201eperima\u201c tarpini\u0173 produkt\u0173, toki\u0173 kaip fenolis ar benzenas, vandenilinim\u0105 \u2013 taip susidaro labiau prisotinti junginiai, pavyzd\u017eiui, cikloheksanolis ir cikloheksanas. Tai rodo, kad reakcija n\u0117ra atsitiktin\u0117: matoma ai\u0161ki proceso logika ir strukt\u016bra.<\/p>\n \u0160altiniai: \u201eInteresting Engineering\u201c, \u201eEurekAlert\u201c.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Medienos atliekos da\u017enai vertinamos paprastai: jas galima sudeginti, paversti granul\u0117mis arba laikyti nepatogiu popieriaus ar biokuro gamybos liku\u010diu. Ta\u010diau b\u016btent jose slypi ligninas \u2013 med\u017eiaga, kuri augaluose veikia kaip nat\u016bral\u016bs klijai ir atramin\u0117 strukt\u016bra. Ligninas standina l\u0105steli\u0173 sieneles ir padeda medienai i\u0161laikyti tvirtum\u0105. Kartu tai jau seniai yra ir chemik\u0173 galvos skausmas: ligninas turtingas anglies […]<\/p>\n","protected":false},"author":0,"featured_media":2280,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[10],"tags":[],"miestas":[],"class_list":["post-2279","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-mokslas"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/cp.snarskis.lt\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2279","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/cp.snarskis.lt\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/cp.snarskis.lt\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/cp.snarskis.lt\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=2279"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/cp.snarskis.lt\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2279\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/cp.snarskis.lt\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media\/2280"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/cp.snarskis.lt\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=2279"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/cp.snarskis.lt\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=2279"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/cp.snarskis.lt\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=2279"},{"taxonomy":"miestas","embeddable":true,"href":"https:\/\/cp.snarskis.lt\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/miestas?post=2279"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}