Шакли дар поён бударо пур кунед ва мо ба шумо версияи PDF-и "Такмили технологияи нав барои табдил додани гази карбон ба сӯзишвории моеъ"-ро ирсол хоҳем кард.
Гази оксиди карбон (СО2) маҳсули сӯзишвории истихроҷшаванда ва маъмултарин гази гармхонаӣ мебошад, ки онро ба таври устувор дубора ба сӯзишвории муфид табдил додан мумкин аст. Як роҳи умедбахши табдил додани партовҳои CO2 ба маводи сӯзишворӣ ин равандест, ки коҳиши электрохимиявӣ номида мешавад. Аммо барои аз лиҳози тиҷоратӣ қобили таваҷҷуҳ будан, равандро барои интихоб ё истеҳсоли маҳсулоти дилхоҳи аз карбон бой беҳтар кардан лозим аст. Ҳоло, тавре ки дар маҷаллаи Nature Energy хабар дода мешавад, Лабораторияи Миллии Лоуренс Беркли (Лабораторияи Беркли) усули нави беҳтар кардани сатҳи катализатори мисро, ки барои реаксияи ёрирасон истифода мешавад, таҳия кардааст ва ба ин васила селективии равандро афзоиш медиҳад.
"Гарчанде ки мо медонем, ки мис беҳтарин катализатор барои ин реаксия аст, он барои маҳсулоти дилхоҳ интихоби баландро таъмин намекунад" гуфт Алексис, олими калони шӯъбаи илмҳои химия дар лабораторияи Беркли ва профессори муҳандисии кимиёи донишгоҳ. аз Калифорния, Беркли. Спелл гуфт. "Гурӯҳи мо дарёфт, ки шумо метавонед аз муҳити маҳаллии катализатор истифода баред, то ҳилаҳои гуногунро барои таъмини ин навъи интихобӣ истифода баред."
Дар таҳқиқоти қаблӣ, муҳаққиқон шароити дақиқеро барои фароҳам овардани беҳтарин муҳити электрикӣ ва кимиёвӣ барои эҷоди маҳсулоти аз карбон бой бо арзиши тиҷоратӣ муқаррар кардаанд. Аммо ин шароитҳо хилофи шароитҳое мебошанд, ки табиатан дар ҳуҷайраҳои сӯзишвории маъмулӣ бо истифода аз маводи гузаронандаи об ба вуҷуд меоянд.
Барои муайян кардани тарҳе, ки метавонад дар муҳити оби ҳуҷайраҳои сӯзишворӣ истифода шавад, дар доираи лоиҳаи Маркази инноватсионии энергетикии Алянси моеъи офтобии Вазорати энергетика, Белл ва дастаи ӯ ба қабати тунуки иономер табдил ёфтанд, ки имкон медиҳад, ки заряди муайяни барқро истифода барад. молекулаҳо (ионҳо) гузаранд. Дигар ионҳоро истисно кунед. Аз сабаби хосиятҳои химиявии хеле селексионии худ, онҳо махсусан барои таъсири сахт ба муҳити микромуҳит мувофиқанд.
Чанён Ким, пажӯҳишгари постдокторӣ дар гурӯҳи Белл ва аввалин муаллифи коғаз пешниҳод кард, ки сатҳи катализаторҳои мисро бо ду иономери маъмул, Нафион ва Сустенион пӯшонанд. Гурӯҳ фарзия кард, ки ин кор бояд муҳити атрофро дар наздикии катализатор, аз ҷумла рН ва миқдори об ва оксиди карбонро тағир диҳад, то реаксияро ба истеҳсоли маҳсулоти аз карбон бой, ки ба осонӣ ба кимиёвии муфид табдил меёбанд, равона кунад. Маҳсулот ва сӯзишвории моеъ.
Тадқиқотчиён як қабати тунуки ҳар як иономер ва як қабати дугонаи ду иономерро ба плёнкаи мис, ки бо маводи полимерӣ дастгирӣ карда шудааст, барои ташаккул додани плёнка истифода бурданд, ки онҳо метавонистанд дар наздикии як канори ҳуҷайраи электрохимиявии дастӣ ҷойгир кунанд. Хангоми ба аккумулятор до-дани гази карбон ва ба кор андохтани шиддат кувваи умумии чараёни аз батарея гузаштаро чен карданд. Сипас онҳо газ ва моеъеро, ки дар обанбори ҳамсоя ҳангоми реаксия ҷамъ шуда буданд, чен карданд. Барои парвандаи дуқабата, онҳо муайян карданд, ки маҳсулоти аз карбон бой 80% энергияи аз ҷониби реаксия истеъмолшударо ташкил медиҳанд - дар ҳолати пӯшидашуда аз 60% зиёдтар.
"Ин рӯйпӯши сэндвич беҳтарини ҳар ду ҷаҳонро таъмин мекунад: интихоби баланди маҳсулот ва фаъолияти баланд" гуфт Белл. Сатҳи дуқабата на танҳо барои маҳсулоти аз карбон бой аст, балки дар айни замон ҷараёни қавӣ тавлид мекунад, ки афзоиши фаъолиятро нишон медиҳад.
Муҳаққиқон ба хулосае омаданд, ки вокуниши беҳтаршуда натиҷаи консентратсияи баланди CO2 дар рӯйпӯш бевосита дар болои мис ҷамъ шудааст. Илова бар ин, молекулаҳои зарядноки манфӣ, ки дар минтақа байни ду иономер ҷамъ мешаванд, кислотаи пасти маҳаллиро ба вуҷуд меоранд. Ин комбинатсияи консентратсияи консентратсияро, ки одатан дар сурати набудани филмҳои иономерӣ рух медиҳанд, ҷуброн мекунад.
Барои боз ҳам баланд бардоштани самаранокии реаксия, муҳаққиқон ба технологияи қаблан исботшуда муроҷиат карданд, ки филми иономерро талаб намекунад, ҳамчун усули дигари баланд бардоштани CO2 ва pH: шиддати импулс. Тадқиқотчиён тавассути истифодаи шиддати импулсӣ ба рӯйпӯши дуқабатаи иономерӣ, 250% афзоиши маҳсулоти аз карбон бойро нисбат ба мис ва шиддати статикӣ 250% афзоиш доданд.
Гарчанде баъзе тадкикотчиён кори худро ба кор карда баромадани катализаторхои нав равона карда бошанд хам, дар кашфи катализатор шароити кор ба назар гирифта намешавад. Назорати муҳити зист дар сатҳи катализатор як усули нав ва гуногун аст.
"Мо катализатори комилан навро наёфтем, балки фаҳмиши худ дар бораи кинетикаи реаксияро истифода бурдем ва ин донишро барои роҳнамоии мо дар бораи чӣ гуна тағир додани муҳити сайти катализатор истифода бурдем" гуфт Адам Вебер, муҳандиси калон. Олимон дар соҳаи технологияи энергетикӣ дар Berkeley Laboratories ва ҳаммуаллифи мақолаҳо.
Кадами навбатй вусъат додани истедсоли катализатордои руйкаш мебошад. Таҷрибаҳои пешакии дастаи Berkeley Lab системаҳои хурди модели ҳамворро дар бар мегирифтанд, ки нисбат ба сохторҳои ковокии майдони калон, ки барои барномаҳои тиҷоратӣ заруранд, хеле соддатар буданд. «Дар руи хамвор пошидани матои пардозй душвор нест. Аммо усулҳои тиҷоратӣ метавонанд пӯшонидани тӯбҳои хурди мисиро дар бар гиранд ”гуфт Белл. Илова кардани қабати дуюми рӯйпӯш душвор мегардад. Як имкон ин аст, ки омехта ва гузоштани ду қабатро дар як ҳалкунанда якҷоя кунед ва умедворед, ки онҳо ҳангоми бухор шудани ҳалкунанда ҷудо мешаванд. Чӣ мешавад, агар онҳо не? Белл хулоса кард: "Мо танҳо бояд оқилтар бошем." Ба Kim C, Bui JC, Luo X ва дигарон муроҷиат кунед. Микромуҳити фармоишии катализатор барои коҳиш додани электромагнитӣ аз CO2 ба маҳсулоти бисёркарбон бо истифода аз қабати дуқабата иономерӣ дар мис. Нат Энергия. 2021;6(11):1026-1034. doi: 10.1038/s41560-021-00920-8
Ин мақола аз маводи зерин такрор карда шудааст. Эзоҳ: Мавод метавонад барои дарозӣ ва мундариҷа таҳрир карда шавад. Барои маълумоти иловагӣ, лутфан ба манбаи зикршуда муроҷиат кунед.
Вақти фиристодан: Ноябр-22-2021
