Die Entwicklung und Entwicklung der chemischen Industrie ist direkt verantwortlich für viele der technologische Fortschritte die seit dem späten 19th Jahrhundert entstanden sind.

Allerdings war es nicht bis zu den 1980s Umwelt wurde zu einer Priorität für die chemische Industrie. Dies war vor allem auf strengere Umweltvorschriften und die Notwendigkeit zurückzuführen, den schlechten Ruf des Sektors, insbesondere aufgrund von Umweltverschmutzung und Industrieunfälle.

Aber die Industrie verbessert sich jetzt rasant, und diese sich verändernde Denkweise hat den Hintergrund für die Entstehung der grünen Chemie geschaffen.

Was ist grüne Chemie?

Nachhaltigkeit wird in fast allen Industriezweigen immer wichtiger Chemie ist nicht anders.

Grüne Chemie zielt darauf ab, die Umweltauswirkungen der chemischen Industrie zu minimieren. Dazu gehört, wo immer möglich, von Öl zu erneuerbaren Quellen zu wechseln.

Die grüne Chemie setzt auch auf Sicherheit, Verbesserung der Energieeffizienz und vor allem Minimierung (und idealerweise) von Giftmüll von Anfang an.

Wichtige Beispiele für grüne Chemie sind: Auslaufen der Verwendung von Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKW) in Kältemitteln, die bei der Schaffung der Ozon Loch; Entwicklung effizienterer Methoden zur Herstellung von Arzneimitteln, einschließlich des bekannten Schmerzmittels Ibuprofen und Chemotherapeutikum Taxol; und Entwicklung billiger, effizienter Solarzellen.

Die Notwendigkeit, sich anzupassen

Die Herstellung chemischer Verbindungen, insbesondere organischer Moleküle (die überwiegend aus Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen bestehen), bildet die Grundlage für eine große multinationale Industrie, die von Parfums bis zu Kunststoffen, von der Landwirtschaft bis zum Gewebe und von Farbstoffen bis zu Arzneimitteln reicht.

In einer perfekten Welt würden diese aus kostengünstigen, erneuerbaren Quellen in einer praktischen, effizienten, sicheren und umweltfreundlichen chemischen Reaktion hergestellt werden. Leider sind die meisten chemischen Prozesse mit Ausnahme der in der Natur vorkommenden chemischen Prozesse nicht vollständig effizient, erfordern mehrere Reaktionsschritte und erzeugen gefährliche Nebenprodukte.

Während sich traditionelle Abfallwirtschaftsstrategien in der Vergangenheit nur auf die Beseitigung von toxischen Nebenprodukten konzentrierten, haben sich die Bemühungen heute von Anfang an darauf konzentriert, Abfälle zu beseitigen, indem chemische Reaktionen effizienter gemacht werden.

Diese Anpassung hat zum Teil zu komplexeren und wirksameren katalytischen Reaktionen geführt, die die Abfallmenge reduzieren. Der 2001-Chemie-Nobelpreisträger Ryoji Noyori betonte dies katalytische Prozesse stellen "die einzigen Methoden dar, die die rationalen Mittel zur Herstellung nützlicher Verbindungen in einer wirtschaftlichen, energiesparenden und umweltfreundlichen Weise bieten".

Ein Geheimnis für die saubere Chemie

Katalysatoren sind Substanzen, die Reaktionen beschleunigen, typischerweise indem sie ermöglichen, dass chemische Bindungen gebrochen und / oder gebildet werden, ohne dass sie in dem Prozess verbraucht werden. Sie beschleunigen nicht nur Reaktionen, sondern können auch chemische Umwandlungen erleichtern, die sonst nicht auftreten.

Im Prinzip wird nur eine sehr kleine Menge eines Katalysators benötigt, um große Mengen eines Produkts mit verringerten Abfällen zu erzeugen.

Die Entwicklung neuer katalytischer Reaktionen ist ein besonders wichtiger Bereich der grünen Chemie. Diese Prozesse sind nicht nur umweltfreundlicher, sondern auch kostengünstiger.

Katalysatoren können viele Formen annehmen, einschließlich biologische Enzyme, kleine organische Moleküle, Metalleund Partikel, die eine bessere liefern Oberfläche für die Reaktionen stattfinden. Etwa 90% der industriellen chemischen Prozesse verwenden Katalysatoren und mindestens 15 Nobelpreise wurden für die Katalyseforschung vergeben. Dies ist ein enorm wichtiger und aktiver Bereich der Grundlagen- und angewandten Forschung.

Wie ist die Aussicht?

In den vergangenen 20-Jahren, seit die grüne Chemie gegründet wurde, gab es enorme Fortschritte in der Branche. Dennoch bleibt noch viel Raum für Verbesserungen.

Die chemische Industrie steht vor einer Reihe erheblicher Herausforderungen, indem sie ihre Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen verringert und ihren Beitrag zur Bekämpfung des Klimawandels im Allgemeinen leistet.

Spezifische Herausforderungen umfassen: Kohlendioxid aufnehmen und fixieren und andere Treibhausgase; Entwicklung einer größeren Auswahl an biologisch abbaubare Kunststoffe; Verringerung der hohen Abfallmengen in pharmazeutische Arzneimittelherstellung; und Verbesserung der Effizienz von Wasserspaltung unter Verwendung von Photokatalysatoren mit sichtbarem Licht.

Die Geschichte legt nahe, dass die Gesellschaft kreative Lösungen für komplexe, hartnäckige Probleme entwickeln kann. Erfolg wird jedoch höchstwahrscheinlich einen konzertierten Ansatz in allen Bereichen der Wissenschaft, eine starke Führung und die Bereitschaft erfordern, strategisch in Humankapital zu investieren und die Grundlagenforschung zu schätzen.

Über den Autor

Alex Bissember, Senior Lecturer in Chemie, School of Physical Sciences, Universität von Tasmanien

Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht am Das Gespräch.. Lies das Original Artikel.

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