Промышленность

Рассмотрим следующий принципиально возможный вариант. Атмосферный (или топочный) углекислый газ с помощью энергии солнечного излучения (фотокатализ) переводят в формальдегид.

Затем формальдегид вовлекают в реакцию альдольной конденсации. При этом получают совокупность различных моносахаридов и их полигидроксильных аналогов. Конечно, пока это еще не топливо, а просто сахарный сироп. Но плавающие в этом сиропе углеводные молекулы располагают весьма энергоемкими химическими связями, в которых, по сути дела, запасена солнечная энергия. И весь вопрос в том, каким же способом превращать энергию этих связей в другие формы энергии – электрическую, тепловую, механическую.

Один из возможных способов – создание топливных элементов на основе углеводов, в которых пространственно разобщены процессы окисления топлива (сахарного сиропа) и восстановления окислителя (кислорода воздуха). Полученная электрическая энергия затем используется в электродвигателях взамен двигателей внутреннего сгорания современных автомашин. В принципе осуществим и такой вариант – полное восстановление всех гидроксильных групп Сахаров и полисахаридов с образованием углеводородов. Из глюкозы, например, исчерпывающим восстановлением можно получить гексан

А из углевода (24) экзотического строения – изооктан, идеальное моторное топливо для автомашин нашего дня.

Правда, при этом получается много воды. Так, из 180 тонн глюкозы мы будем иметь около 70 тонн гексана и 100 тонн чистой воды. Если же речь вести о мощностях углеводной индустрии в миллион тонн, то, как нетрудно догадаться, мы получим целое водохранилище пресной воды. Но и это неплохо – чистой воды на Земле тоже не будет хватать; За чем же стоит дело?

Проблемы промышленного получения синтетических углеводов, переработки их в изделия и полезные химические продукты очень сложны. Решение многих из них усматривается в форсировании научных исследований по катализу и разработке каталитических методов получения и переработки Сахаров и полисахаридов. Катализ является наиболее прогрессивным и наиболее эффективным методом повышения скорости химических реакций и их селективности, ведущим средством регулирования нефтехимических процессов. Нет сомнений и в том, что он сыграет свою роль в становлении промышленной каталитической химии углеводов. Вот почему мы хотели бы рассмотреть некоторые из аспектов проблемы реакционной способности углеводов и катализа их реакций.