Với nhu cầu ngày càng tăng về năng lượng bền vững, dimethyl ether (DME) dần trở thành vật liệu không thể bỏ qua trong lĩnh vực nhiên liệu và điện lạnh. Hợp chất này không chỉ có đặc tính thân thiện với môi trường mà còn được coi là nguồn thay thế quan trọng cho các nguồn năng lượng trong tương lai, giúp chúng ta hiểu rõ hơn về các ứng dụng khác nhau của dimethyl ether và lý do tại sao nó lại dẫn đầu.
Kể từ khi dimethyl ether được hai nhà hóa học tổng hợp vào năm 1835, nó đã thu hút được sự chú ý rộng rãi nhờ những đặc tính tuyệt vời và ứng dụng đa dạng của nó.
Việc sản xuất dimethyl ether chủ yếu đạt được thông qua phản ứng khử nước của metanol. Quá trình này bao gồm việc đun nóng metanol và axit sunfuric để tạo ra dimethyl ete và nước. Năm 1985, sản lượng hàng năm ở Tây Âu đạt xấp xỉ 50.000 tấn.
“Dimethyl ether có thể được tổng hợp một cách hiệu quả từ sinh khối gỗ cũng như chất thải nông nghiệp và sinh hoạt, khiến nó trở thành ứng cử viên sáng giá cho nhiên liệu sinh học thế hệ thứ hai.”
Dimethyl ether có nhiều ứng dụng và chủ yếu được sử dụng trong các khía cạnh sau:
Dimethyl ether được coi là một lựa chọn nhiên liệu tiềm năng để thay thế propan. Do chỉ số cetane cao là 55 nên nó có đặc tính đốt cháy tốt trong động cơ diesel. Sự phát thải các hạt vật chất khi đốt cháy dimethyl ether là cực kỳ thấp và tuân thủ các tiêu chuẩn phát thải nghiêm ngặt.
Là chất làm lạnh, dimethyl ether lần đầu tiên được đưa vào sử dụng vào năm 1876 và đã được sử dụng trên các tàu đông lạnh. Ngày nay, dimethyl ether vẫn được sử dụng làm chất làm lạnh và được trộn với các loại khí khác như amoniac và carbon dioxide để nâng cao hiệu quả của nó.
“Dimethyl ether không chỉ là sản phẩm sinh thái và thân thiện với môi trường mà còn là vật liệu có tiềm năng vô hạn cho các ứng dụng công nghiệp.”
Do điểm sôi thấp, dimethyl ether trở thành dung môi và chất chiết cho các quy trình đặc biệt trong phòng thí nghiệm. Mặc dù khả năng ứng dụng còn hạn chế nhưng nó là sự lựa chọn dung môi tuyệt vời trong nhiều hỗn hợp phản ứng.
Trong một số sản phẩm "thuốc xịt đông lạnh" thương mại, hỗn hợp dimethyl ether và propane được sử dụng để làm đông lạnh mụn cóc, dần thay thế fluorocarbons. Hơn nữa, nó còn được sử dụng làm nhiên liệu cho một số súng phun lửa "Map-Pro" nhiệt độ cao.
Hiện nay, nghiên cứu về dimethyl ether làm nhiên liệu chính vẫn đang được tiến hành. Do đặc tính đốt cháy tốt, nhiều nhà sản xuất ô tô đang coi dimethyl ether là một phần của nhiên liệu ô tô trong tương lai. Ngoài ra, nếu có thể thực hiện được hệ thống xúc tác kép để tổng hợp dimethyl ether và metanol trong quá trình sản xuất dimethyl ether thì hiệu quả sẽ được cải thiện đáng kể và chi phí sản xuất sẽ giảm.
"Nếu việc ứng dụng dimethyl ether trong lĩnh vực nhiên liệu và điện lạnh có thể được quảng bá rộng rãi thì nó sẽ có tác động gì đến mô hình tiêu thụ năng lượng toàn cầu?"
Tính an toàn của dimethyl ether cũng là lý do quan trọng khiến nó được sử dụng rộng rãi. Mặc dù rất dễ cháy nhưng dimethyl ether ít bị tự oxy hóa hơn các ete alkyl khác, giúp sử dụng an toàn hơn. Tuy nhiên, vẫn có những tai nạn trong lịch sử cảnh báo chúng ta nên chú ý đến hoạt động an toàn. Năm 1948, một vụ nổ do rò rỉ dimethyl ether đã xảy ra tại nhà máy BASF ở Đức, gây thiệt hại nghiêm trọng.
Tóm lại, dimethyl ether, với tư cách là một hợp chất đa chức năng, thân thiện với môi trường và hiệu quả cao, chắc chắn cho thấy tiềm năng mạnh mẽ trong lĩnh vực nhiên liệu và điện lạnh với nhiều triển vọng ứng dụng. Tuy nhiên, trong khi phát huy ứng dụng của nó, chúng ta có nên nghĩ đến việc làm thế nào để đạt được sự cân bằng tốt nhất giữa đổi mới công nghệ và an ninh?