東京工業大學成功地在無電力條件下電解合成高分子化合物

 

刊登日期:2022/7/14
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東京工業大學發表開發了一項無須供電即可形成電解反應,並據以合成高分子化合物之技術。新技術的特點在於利用含有電解質的溶液在高壓下流動時產生的能量,未來可望應用於太空、深海等無電力環境下的化合物合成,並成為化學工業生產之新化學反應方法。

許多化學反應都是透過物質之間的電子交換來進行,但工業利用上須使用有害且危險的藥劑,且須儘可能減少廢棄物的產生。此外,電解反應雖為不需藥劑的化學反應,但需使用電能,因此為棒狀或板狀電極供電的複雜電氣設備與配線是必不可少的。

為了解決這些問題,東京工業大學著手展開新電解反應的開發,並將焦點放在當電解液通過微流路時,在流路的上游與下游之間會產生電位差,從而產生能量的現象。但是電位差為幾十毫伏,工業利用的話則須提高電位差。因此研究團隊透過利用特定有機溶劑與電解質增加了電位差,並實現了電解反應所需之約3伏特的電位差。接著研究團隊將溶解了某種電解質與芳香族化合物-吡咯(Pyrrole)的電解液通過內部裝滿棉花的直徑0.5 mm細管之後,在沒有電源的情況下發生了電解反應,並成功地在上游側的電極形成具有導電性之高分子化合物(聚吡咯)薄膜。

目前電解反應普遍利用於各種物質的生產、有機物合成或是各種加工過程,而此次的研究成果則證明了只須輸送電解質溶解於各種有機溶劑中的電解液即可產生電解反應。東京工業大學表示,雖然現階段電解液須在100氣壓左右的高壓下流動,但透過改良使其即使在較低壓力下亦能發生同樣的反應,將可望進一步活用於精密化學合成或是有害物質分解等領域。此外,新技術無需使用電力且不產生有害物質,將可望成為具環境友善性之電解新手法。


資料來源: https://news.mynavi.jp/techplus/article/20220615-2369164/
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