Fylltu út formið hér að neðan og við munum senda þér PDF útgáfuna með „nýjum tæknibótum til að umbreyta koltvísýringi í fljótandi eldsneyti“
Koltvísýringur (CO2) er afurð brennandi jarðefnaeldsneytis og algengasta gróðurhúsalofttegunda, sem hægt er að breyta aftur í gagnlegt eldsneyti á sjálfbæran hátt. Ein efnileg leið til að umbreyta CO2 losun í eldsneytisfóður er ferli sem kallast rafefnafræðileg lækkun. En til að vera í atvinnuskyni, þarf að bæta ferlið til að velja eða framleiða fleiri kolefnisríkar afurðir. Eins og greint var frá í tímaritinu Nature Energy, hefur Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) þróað nýja aðferð til að bæta yfirborð kopar hvata sem notaður er við hjálp viðbrögð og þar með aukið sértækni ferlisins.
„Þrátt fyrir að við vitum að kopar er besti hvati fyrir þessi viðbrögð, þá veitir það ekki mikla sértækni fyrir viðkomandi vöru,“ sagði Alexis, háttsettur vísindamaður í efnavísindadeild Berkeley Lab og prófessor í efnaverkfræði við háskólann í Kaliforníu, Berkeley. Sagði álög. „Lið okkar komst að því að þú getur notað nærumhverfi hvata til að gera ýmsar brellur til að veita þessa tegund af sértækni.“
Í fyrri rannsóknum hafa vísindamenn komið á nákvæmum skilyrðum til að veita besta rafmagns- og efnafræðilega umhverfi til að búa til kolefnisríkar vörur með viðskiptalegt gildi. En þessar aðstæður eru í andstöðu við skilyrðin sem náttúrulega eiga sér stað í dæmigerðum eldsneytisfrumum með því að nota leiðandi efni sem byggir á vatni.
Til að ákvarða hönnunina sem hægt er að nota í umhverfi eldsneytisfrumna, sem hluti af orku nýsköpunarmiðstöðinni verkefnisins í fljótandi sólskinsbandalaginu, sneru Bell og teymi hans að þunnu lagi af Ionomer, sem gerir ákveðnum hlaðnum sameindum (jónum) kleift að komast í gegnum. Útiloka aðrar jónir. Vegna mjög sértækra efnafræðilegra eiginleika þeirra eru þeir sérstaklega hentugir til að hafa sterk áhrif á örumhverfið.
Chanyeon Kim, postdoktorsrannsakandi í Bell Group og fyrsti höfundur blaðsins, lagði til að húða yfirborð kopar hvata með tveimur algengum jónómerum, nafion og sjálfstætt. Liðið kom fram að það ætti að breyta umhverfinu nálægt hvata-þar með talið sýrustig og magn vatns og koltvísýrings-á einhvern hátt til að beina viðbrögðum til að framleiða kolefnisríkar vörur sem auðvelt er að breyta í gagnleg efni. Vörur og fljótandi eldsneyti.
Vísindamennirnir notuðu þunnt lag af hverju jónómer og tvöföldu lagi af tveimur jónómum á koparfilmu studd af fjölliðaefni til að mynda kvikmynd, sem þeir gætu sett nálægt einum enda handformaðrar rafefnafræðilegs frumu. Þegar sprautað var koltvísýringi í rafhlöðuna og beittu spennu mældu þeir heildarstrauminn sem streymdi í gegnum rafhlöðuna. Þá mældu þeir gasið og vökvann sem safnað var í aðliggjandi lón meðan á viðbrögðum stóð. Í tveggja laga tilfellinu komust þeir að því að kolefnisríkar vörur voru 80% af orkunni sem neytt var af viðbrögðum-nánar en 60% í óhúðuðu tilfellinu.
„Þessi samlokuhúð veitir það besta af báðum heimum: háu vöru sértækni og mikilli virkni,“ sagði Bell. Tvöfaldur lag er ekki aðeins gott fyrir kolefnisríkar vörur, heldur býr einnig til sterkan straum á sama tíma, sem gefur til kynna aukningu á virkni.
Vísindamennirnir komust að þeirri niðurstöðu að bætt svörun væri afleiðing mikils CO2 styrks sem safnaðist saman í laginu beint ofan á koparinn. Að auki munu neikvætt hlaðnar sameindir sem safnast upp á svæðinu milli jónómanna tveggja framleiða lægri sýrustað. Þessi samsetning vegur upp á móti einbeitingarviðskiptum sem hafa tilhneigingu til að eiga sér stað í fjarveru jónómer kvikmynda.
Til að bæta skilvirkni viðbragða enn frekar sneru vísindamennirnir að áður sannaðri tækni sem þarf ekki jónómer kvikmynd sem önnur aðferð til að auka CO2 og pH: pulsed spennu. Með því að beita pulsed spennu á tvöfaldan lag jónómerhúð náðu vísindamennirnir 250% aukningu á kolefnisríkum afurðum samanborið við óhúðuð kopar og truflanir.
Þrátt fyrir að sumir vísindamenn einbeiti vinnu sinni að þróun nýrra hvata, tekur uppgötvun hvata ekki tillit til rekstrarskilyrða. Að stjórna umhverfinu á yfirborð hvata er ný og mismunandi aðferð.
„Við komum ekki með alveg nýjan hvata, heldur notuðum skilning okkar á viðbragðshreyfingum og notuðum þessa þekkingu til að leiðbeina okkur í að hugsa um hvernig ætti að breyta umhverfi Catalyst vefsins,“ sagði Adam Weber, yfirverkfræðingur. Vísindamenn á sviði orkutækni hjá Berkeley Laboratories og meðhöfundur pappíra.
Næsta skref er að auka framleiðslu húðuðra hvata. Bráðabirgðatilraunir Berkeley Lab teymisins tóku þátt í litlum flat líkanakerfum, sem voru miklu einfaldari en porous mannvirki stór svæðis sem krafist var fyrir atvinnuskyni. „Það er ekki erfitt að nota lag á sléttu yfirborði. En viðskiptalegum aðferðum geta falið í sér að húða örsmáar koparkúlur,“ sagði Bell. Að bæta við öðru lagi af laginu verður krefjandi. Einn möguleiki er að blanda saman og leggja húðunin tvö saman í leysi og vona að þau skilji þegar leysirinn gufar upp. Hvað ef þeir gera það ekki? Bell komst að þeirri niðurstöðu: „Við þurfum bara að vera klárari.“ Vísað til Kim C, Bui JC, Luo X og fleiri. Sérsniðið örumhverfi hvata til að draga úr CO2 í fjöl kolefnisafurðum með því að nota tvöfalt lag jónómerhúð á kopar. Nat orka. 2021; 6 (11): 1026-1034. doi: 10.1038/s41560-021-00920-8
Þessi grein er afrituð úr eftirfarandi efni. Athugasemd: Efnið kann að hafa verið breytt fyrir lengd og innihald. Fyrir frekari upplýsingar, vinsamlegast hafðu samband við tilvitnaðan heimild.
Post Time: Nóv-22-2021
