Combiner la puissance de l’électrochimie et de la mécanique des fluides


Combiner la puissance de l'électrochimie et de la mécanique des fluides

Yiran Cao. Crédit photo : Université de d’Eindhoven

La combinaison de l’électrochimie et de la des fluides est très prometteuse pour la production durable de produits chimiques précieux, tels que les matières premières biosourcées. Le chercheur Yiran Cao a exploré la synthèse organique électrochimique en flux et en particulier les microréacteurs en ligne, un domaine nouveau et passionnant qui pose plusieurs défis. Cao a soutenu son doctorat. Thèse de fin d’études le mardi 7 septembre.

L’électrochimie traite de la relation entre les processus électriques et chimiques. Ces phénomènes ont toujours lieu à l’interface entre deux conducteurs, un électrolyte et une électrode.

Il présente plusieurs avantages par rapport aux réactions chimiques normales, car il vous permet d’effectuer une chimie avec des électrons non traceurs comme réactifs. Cela signifie moins d’utilisation de produits chimiques dangereux. Vous avez également la possibilité d’utiliser de l’électricité verte à partir de sources d’énergie durables telles que l’énergie solaire et éolienne. De plus, il est hautement ajustable et évolutif, ce qui permet de fabriquer des produits chimiques précieux de manière sûre et durable.

La promesse du flux

En combinaison avec la technologie d’écoulement des fluides (qui traite de la dynamique des liquides), l’électrochimie offre un contrôle encore meilleur sur les conditions de réaction. Cependant, la réalisation de réactions électrochimiques dans le flux est beaucoup plus complexe que le simple pompage du mélange réactionnel dans une cellule électrolytique.

« Comprendre les principes techniques qui sous-tendent les observations peut aider à libérer le plein potentiel de la technologie », déclare Yiran Cao.

Né en Chine, il a étudié la synthèse organique électrochimique en flux dans sa thèse, en mettant l’accent sur les microréacteurs dits à flux continu, avec lesquels des matières premières biosourcées peuvent être converties.

Ses recherches ont porté sur plusieurs phases, de la conception et de la vérification d’un réacteur à microflux électrochimique, à la conversion électrochimique du furfural (un produit chimique biosourcé typique) en produits chimiques précieux dans le flux, à la conversion et à l’accélération d’un gaz électrochimique biphasique. réaction liquide dans un réacteur à microflux, et l’analyse numérique du régime d’écoulement liquide-liquide de Taylor.

Point de départ

« Mon objectif était de la chimie organique et le génie des procédés, qui, espérons-le, serviront de référence et de point de départ utiles pour d’autres chercheurs qui souhaitent traduire leur électrochimie en flux », explique le chercheur.

« Bien que des progrès significatifs aient été réalisés au cours de la dernière décennie, les progrès ne sont pas sans défis. La communauté devrait se concentrer davantage sur des exemples qui offrent des avantages clés, tels que l’électrochimie multiphasique. Cela a été largement sous-représenté jusqu’à présent. »

L’un des défis rencontrés par Cao dans ses recherches était le colmatage des canaux, qui, selon lui, reste le talon d’Achille de la technologie des microréacteurs. La résolution de ces problèmes nécessitera sans aucun doute un effort concerté entre les ingénieurs chimistes et les chimistes de la science et de l’industrie, estime-t-il.

« Je suis convaincu que les progrès dans ces aspects augmenteront l’utilité de la technologie des réacteurs à flux et repousseront les limites de l’électrochimie organique de synthèse. »


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Plus d’information:
Ingénierie des transformations électrochimiques dans les réacteurs à flux continu, research.tue.nl/files/175345464/20210907_Cao.pdf

Fourni par l’Université technique d’Eindhoven

Citation: Bringing the Powers of Electrochemistry and Flow Technology (2021, 13 septembre), consulté le 15 septembre 2021 à https://phys.org/news/2021-09-powers-electrochemistry-technology.html

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