Makroporézní katalyzátor pro valorizaci ethanolu - TN02000044/15 - V42

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F67985858%3A_____%2F25%3A00643057" target="_blank" >RIV/67985858:_____/25:00643057 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Makroporézní katalyzátor pro valorizaci ethanolu - TN02000044/15 - V42

Popis výsledku v původním jazyce

Funkční vzorek je zaměřen na vývoj makroporézních katalyzátorů na bázi MgO – jednak dispergovaných na aktivním uhlí, jednak připravených technikou elektrostatickým zvlákňováním – určené pro valorizaci ethanolu kondenzačními reakcemi C–C Guerbetovým couplingem. Aktivní uhlí poskytuje vysokou disperzi MgO, zatímco nanovlákenný MgO nabízí otevřenou makroporézní síť s mezoporozitou vhodnou pro transport meziproduktů Guerbetovy reakce. Obě skupiny katalyzátorů umožňují tvorbu vyšších alkoholů (2n, 3n, 4n) a uhlovodíků C₇–C₈, přičemž nanovlákenný MgO katalyzátor dále nabízí výhody pro reakce probíhající i v kapalné fázi, díky nízkému difuznímu odporu a dobré stabilitě bazických center. Chemicko-inženýrský modelování potvrdilo technickoekonomickou proveditelnost procesu.

Název v anglickém jazyce

Macroporous catalyst for ethanol valorization - TN02000044/15 - V42

Popis výsledku anglicky

The functional sample focuses on the development of macroporous MgO-based catalysts – both dispersed on activated carbon and prepared by electrospinning – intended for the valorization of ethanol by C–C Guerbet coupling condensation reactions. Activated carbon provides high MgO dispersion, while nanofiber MgO offers an open macroporous network with mesoporousity suitable for the transport of Guerbet reaction intermediates. Both groups of catalysts enable the formation of higher alcohols (2n, 3n, 4n) and C₇–C₈ hydrocarbons, with the nanofiber MgO catalyst offering further advantages for reactions occurring in the liquid phase due to its low diffusion resistance and good stability of basic centers. Chemical engineering modeling has confirmed the technical and economic feasibility of the process.nn

Druh

G_funk - Funkční vzorek

CEP obor

—

OECD FORD obor

20402 - Chemical process engineering

Projekt

<a href="/cs/project/TN02000044" target="_blank" >TN02000044: Biorafinace a cirkulární ekonomika pro udržitelnost</a><br>

Návaznosti

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Rok uplatnění

2025

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Interní identifikační kód produktu

valorizace ethanolu

Číselná identifikace

130/2002 Sb.

Technické parametry

Funkční vzorek zahrnuje dva pokročilé typy makroporézních katalyzátorů na bázi oxidu hořečnatého – MgO dispergované na aktivním uhlí a nanovlákenný MgO připravený technikou elektrostatického zvlákňování. Katalyzátory na bázi aktivního uhlí se vyznačují vysokým specifickým povrchem přesahujícím 900 m2·g-1 a transportními póry kolem 200 nm, které umožňují vysokou disperzi MgO v rozmezí 5–40 hm.% a stabilitu aktivních bazických center. Texturní charakteristiky ukazují postupné snižování specifického povrchu (SBET) se zvyšujícím se obsahem MgO, přičemž katalyzátor 30Mg/C představuje optimální kompromis mezi disperzí a přístupností aktivních míst. Nanovlákenný MgO disponuje průměrem vláken kolem 400 nm, otevřenou makroporézní sítí s póry o velikostech jednotky mikrometrů a vnitřní mezoporozitou (střední velikost póru odpovídající 11 nm), která zajišťuje účinný transport objemných meziproduktů Guerbetovy reakce. Oba typy katalyzátorů jsou tepelně stabilní, morfologicky homogenní a vykazují vysokou chemickou odolnost za provozních teplot kolem 400 oC. Díky výhodné vnitřní struktuře vykazují nízký difuzní odpor, vysokou dostupnost aktivních center a výraznou selektivitu k tvorbě vyšších alkoholů a uhlovodíků.

Ekonomické parametry

Funkční vzorek katalyzátoru na bázi aktivního uhlí a nanovlákenného MgO nabízí významné ekonomické výhody v oblasti výroby pokročilých biopaliv a vyšších alkoholů. Především umožňuje využití levného a široce dostupného bioethanolu jako vstupní suroviny, čímž snižuje závislost na dražších fosilních výchozích látkách. Makroporézní katalyzátory vykazují vysokou selektivitu k 2n a 3n alkoholům, díky čemuž klesá energetická a provozní náročnost následné separace. Chemicko-inženýrské modelování rektifikace prokázalo, že optimální dvou- či tříkolonové uspořádání s rekuperací tepla může snížit specifickou spotřebu energie až na 0,015–0,016 MJ·kg⁻¹ separovaného produktu, což představuje řádové snížení nákladů oproti konvenčním postupům. Výhodou je také nízká tvorba nežádoucího isopropanolu u katalyzátoru 30Mg/C, která snižuje ztráty cílových 2n a 3n alkoholů.

Kategorie aplik. výsledku dle nákladů

—

IČO vlastníka výsledku

67985858

Název vlastníka

Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i - ORLEN Unipetrol a.s.

Stát vlastníka

CZ - Česká republika

Druh možnosti využití

P - Využití výsledku jiným subjektem je v některých případech možné bez nabytí licence

Požadavek na licenční poplatek

N - Poskytovatel licence na výsledek nepožaduje licenční poplatek

Adresa www stránky s výsledkem

—