World

Sintesis elektrokimia sekarang dimungkinkan tanpa sumber daya listrik


Sintesis elektrokimia sekarang dimungkinkan tanpa sumber daya listrik

Kredit: Tokyo Tech

Sintesis senyawa organik dan polimer merupakan inti dari banyak industri manufaktur. Metode “sintesis elektrifikasi” baru yang dapat menggabungkan kimia sintetis konvensional dengan elektrokimia selangkah lebih dekat ke masa depan yang berkelanjutan. Reaksi ini tidak memerlukan reagen kimia yang berpotensi berbahaya. Mereka mencapai sintesis organik hanya dengan menggunakan elektron dari sumber tenaga listrik untuk melakukan reaksi redoks.

Selain ramah lingkungan, reaksi ini juga dapat dibuat lebih atau kurang selektif dengan menyetel potensial listrik. Namun, ketergantungan mereka pada catu daya membatasi aplikasi mereka di lokasi yang tidak memiliki daya seperti dirgantara dan laut dalam.

Pemecahan masalah kontradiktif diri ini disampaikan oleh tim peneliti yang dipimpin oleh Prof. Shinsuke Inagi dari Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech), Jepang. Dalam studi terbaru mereka yang diterbitkan di Kimia Komunikasi, tim memberikan bukti konsep untuk polimerisasi elektrokimia monomer aromatik organik tanpa catu daya eksternal. Prof. Inagi menjelaskan, “Kami telah melihat lompatan besar dalam pengembangan reaktor elektrokimia untuk melakukan sintesis organik, tetapi kebanyakan dari mereka membutuhkan sumber daya. Kami ingin membangun sistem yang tidak bergantung daya untuk membuat proses lebih mudah diakses. Dan kami menemukan jawaban atas pencarian kami dalam streaming elektrokimia yang digerakkan oleh potensi.”

Apa sebenarnya potensi streaming yang disebutkan Prof Inagi ini?

Ketika elektrolit mengalir melalui saluran mikro, perbedaan tekanan tercipta karena gerakan ini. Hal ini menyebabkan ketidakseimbangan muatan, yang menimbulkan potensi streaming. Tim menggunakan sel polieter eter keton (atau MENGINTIP) dua bilik khusus yang dihubungkan oleh kabel platinum dan mikrotube MENGINTIP untuk eksperimen mereka. Tabung mikro PEEK ini diisi dengan kapas untuk menciptakan penurunan tekanan. Ketika mereka melewati elektrolit melalui tabung mikro, itu menghasilkan potensi aliran yang dapat memberikan energi yang cukup untuk mendorong reaksi kimia yang diinginkan.

Ketika sel dioperasikan, elektroda dalam sel dua bilik mengalami potensi aliran hulu dan hilir, yang memungkinkan sel berperilaku seperti sesuatu yang disebut elektroda bipolar terpisah (BPE). Pengaturan BPE ini, disertai dengan potensi aliran 2-3 volt yang dihasilkan bertanggung jawab untuk menciptakan kondisi yang kondusif bagi reaksi redoks monomer organik.

Untuk menguji kemampuan polimerisasi pengaturan ini, tim memilih dua senyawa organik aromatik: Pyrrole (Py) dan 3,4-Ethylenedioxythiophene (EDOT). Kedua monomer ini masing-masing berhasil dielektropolimerisasi menjadi polipirol (PPy) dan poli-EDOT (PEDOT), tanpa menggunakan sumber daya eksternal.

Reaktor baru yang digerakkan oleh tekanan, ramah lingkungan, dan tidak bergantung pada catu daya ini membuka jalan baru untuk reaksi sintesis yang menggemparkan. Wawasan dari penelitian ini juga dapat terbukti berharga ketika merancang reaktor elektrokimia baru untuk sintesis senyawa organik dan polimer yang berguna. “Seluruh dunia berusaha membuat proses industri penting lebih hijau dan bersih. Karena sintesis organik adalah jantung dari banyak industri kimia, kami mencoba mengembangkan proses elektrosintesis yang membutuhkan sumber daya minimum dan berkontribusi terhadap tujuan pembangunan berkelanjutan,” tutup Prof. Inagi.


Urutan bipolar: Teknik langsung untuk memiliki kontrol lebih besar atas film tipis organik


Informasi lebih lanjut:
Suguru Iwai dkk, Elektropolimerisasi tanpa catu daya listrik, Kimia Komunikasi (2022). DOI: 10.1038/s42004-022-00682-8

Disediakan oleh Institut Teknologi Tokyo

Kutipan: Sintesis elektrokimia sekarang dimungkinkan tanpa sumber daya listrik (2022, 31 Mei) diambil 4 Juni 2022 dari

Dokumen ini tunduk pada hak cipta. Terlepas dari kesepakatan yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.



Artikel ini pertama kali tayang di situs phys.org

Related Articles

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *

Back to top button