Rozwój i ewolucja przemysłu chemicznego jest bezpośrednio odpowiedzialna za wiele z tych postęp technologiczny które pojawiły się od końca XIX wieku.

Jednak dopiero w latach 1980. XX wieku środowisko stało się priorytetem dla przemysłu chemicznego. Było to spowodowane w dużej mierze bardziej rygorystycznymi przepisami dotyczącymi ochrony środowiska i koniecznością zaradzenia złej reputacji sektora, w szczególności ze względu na: zanieczyszczenia i awarie przemysłowe.

Ale branża szybko się poprawia, a ta zmieniająca się mentalność stała się tłem dla pojawienia się zielonej chemii.

Czym jest zielona chemia?

Zrównoważony rozwój staje się coraz ważniejszy w prawie każdej branży i chemia nie jest inna.

Zielona Chemia ma na celu zminimalizowanie wpływu przemysłu chemicznego na środowisko. Obejmuje to odejście od ropy naftowej na rzecz źródeł odnawialnych tam, gdzie to możliwe.

Zielona chemia stawia również na pierwszym miejscu bezpieczeństwo, poprawiając efektywność energetyczną i, co najważniejsze, minimalizując (a najlepiej) eliminując toksyczne odpady od samego początku.

Ważnymi przykładami zielonej chemii są: stopniowe wycofywanie stosowania chlorofluorowęglowodorów (CFC) w czynnikach chłodniczych, które odegrały rolę w tworzeniu dziura ozonowa; opracowanie wydajniejszych sposobów wytwarzania farmaceutyków, w tym znanego środka przeciwbólowego ibuprofen i lek do chemioterapii Taksol; i rozwijanie taniej, wydajniej ogniwa słoneczne.

Konieczność dostosowania

Wytwarzanie związków chemicznych, zwłaszcza cząsteczek organicznych (składających się głównie z atomów węgla i wodoru), jest podstawą ogromnych międzynarodowych gałęzi przemysłu, od perfum po tworzywa sztuczne, od rolnictwa po tkaniny, od barwników po leki.

W idealnym świecie byłyby one przygotowywane z niedrogich, odnawialnych źródeł w jednej praktycznej, wydajnej, bezpiecznej i przyjaznej dla środowiska reakcji chemicznej. Niestety, z wyjątkiem procesów chemicznych występujących w naturze, większość procesów chemicznych nie jest w pełni wydajna, wymaga wielu etapów reakcji i generuje niebezpieczne produkty uboczne.

Podczas gdy w przeszłości tradycyjne strategie gospodarowania odpadami koncentrowały się wyłącznie na usuwaniu toksycznych produktów ubocznych, dziś wysiłki przesunęły się na eliminację odpadów od samego początku poprzez zwiększenie wydajności reakcji chemicznych.

Ta regulacja po części doprowadziła do pojawienia się bardziej wyrafinowanych i skutecznych reakcji katalitycznych, które zmniejszają ilość odpadów. Laureat Nagrody Nobla w dziedzinie chemii z 2001 r., Ryoji Noyori, podkreślił, że procesy katalityczne reprezentują „jedyne metody, które oferują racjonalne sposoby wytwarzania użytecznych związków w sposób ekonomiczny, energooszczędny i przyjazny dla środowiska”.

Sekret czystszej chemii

Katalizatory to substancje, które przyspieszają reakcje, zazwyczaj umożliwiając zerwanie i/lub utworzenie wiązań chemicznych bez zużywania się w procesie. Nie tylko przyspieszają reakcje, ale mogą także ułatwiać przemiany chemiczne, które w innym przypadku by nie zaszły.

W zasadzie tylko bardzo mała ilość katalizatora jest potrzebna do wytworzenia dużej ilości produktu przy zmniejszonych ilościach odpadów.

Jednym ze szczególnie ważnych obszarów zielonej chemii jest rozwój nowych reakcji katalitycznych. Procesy te są nie tylko bardziej przyjazne dla środowiska, ale również zazwyczaj bardziej opłacalne.

Katalizatory przybierają różne formy, w tym: enzymy biologiczne, małe cząsteczki organiczne, metalei cząstki, które zapewniają lepsze powierzchnia, na której mogą zachodzić reakcje. Około 90% przemysłowych procesów chemicznych wykorzystuje katalizatory i co najmniej Nagrody Nobla 15 zostały nagrodzone za badania katalityczne. Stanowi to niezwykle ważny i aktywny obszar badań zarówno podstawowych, jak i stosowanych.

Jakie są perspektywy?

W ciągu ostatnich 20 lat, odkąd powstała zielona chemia, nastąpił ogromny postęp w branży. Niemniej jednak nadal istnieje spore pole do poprawy.

Przemysł chemiczny stoi przed szeregiem znaczących wyzwań, od zmniejszenia zależności od paliw kopalnych po udział w bardziej ogólnym przeciwdziałaniu zmianom klimatycznym.

Konkretne wyzwania obejmują: wychwytywanie i utrwalanie dwutlenku węgla i inne gazy cieplarniane; rozwijanie większego zakresu biodegradowalne tworzywa sztuczne; zmniejszenie wysokiego poziomu odpadów w produkcja leków farmaceutycznych; i poprawę efektywności rozbijanie wody za pomocą fotokatalizatorów światła widzialnego.

Historia sugeruje, że społeczeństwo może wypracować kreatywne rozwiązania złożonych, nierozwiązywalnych problemów. Jednak sukces najprawdopodobniej będzie wymagał skoordynowanego podejścia we wszystkich dziedzinach nauki, silnego przywództwa oraz chęci strategicznego inwestowania w kapitał ludzki i doceniania badań podstawowych.

O autorze

Alex Bissember, starszy wykładowca chemii, Szkoła Nauk Fizycznych, Uniwersytet Tasmanii

Ten artykuł został pierwotnie opublikowany w Konwersacje. Przeczytać oryginalny artykuł.

Powiązane książki

at Rynek wewnętrzny i Amazon