तलको फारम भर्नुहोस् र हामी तपाईंलाई “कार्बन डाइअक्साइडलाई तरल इन्धनमा रूपान्तरण गर्न नयाँ प्रविधि सुधारहरू” को PDF संस्करण इमेल गर्नेछौं।
कार्बन डाइअक्साइड (CO2) जीवाश्म इन्धन र सबैभन्दा सामान्य हरितगृह ग्यास जलाउने उत्पादन हो, जसलाई दिगो रूपमा उपयोगी इन्धनमा रूपान्तरण गर्न सकिन्छ। CO2 उत्सर्जनलाई इन्धन फिडस्टकमा रूपान्तरण गर्ने एउटा आशाजनक तरिका इलेक्ट्रोकेमिकल रिडक्सन भनिने प्रक्रिया हो। तर व्यावसायिक रूपमा व्यवहार्य हुनको लागि, अधिक इच्छित कार्बन-युक्त उत्पादनहरू चयन गर्न वा उत्पादन गर्न प्रक्रियामा सुधार गर्न आवश्यक छ। अब, नेचर इनर्जी जर्नलमा रिपोर्ट गरिए अनुसार, लरेन्स बर्कले राष्ट्रिय प्रयोगशाला (बर्कले ल्याब) ले सहायक प्रतिक्रियाको लागि प्रयोग गरिने तामा उत्प्रेरकको सतह सुधार गर्न नयाँ विधि विकास गरेको छ, जसले गर्दा प्रक्रियाको चयनशीलता बढ्छ।
"यद्यपि हामीलाई थाहा छ कि तामा यस प्रतिक्रियाको लागि उत्तम उत्प्रेरक हो, यसले इच्छित उत्पादनको लागि उच्च चयनात्मकता प्रदान गर्दैन," बर्कले ल्याबको रासायनिक विज्ञान विभागका वरिष्ठ वैज्ञानिक र क्यालिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कलेमा रासायनिक इन्जिनियरिङका प्राध्यापक एलेक्सिसले भने। स्पेलले भने। "हाम्रो टोलीले पत्ता लगायो कि तपाईं यस प्रकारको चयनात्मकता प्रदान गर्न विभिन्न चालहरू गर्न उत्प्रेरकको स्थानीय वातावरण प्रयोग गर्न सक्नुहुन्छ।"
अघिल्ला अध्ययनहरूमा, अनुसन्धानकर्ताहरूले व्यावसायिक मूल्य भएका कार्बन-समृद्ध उत्पादनहरू सिर्जना गर्न उत्तम विद्युतीय र रासायनिक वातावरण प्रदान गर्न सटीक अवस्थाहरू स्थापित गरेका छन्। तर यी अवस्थाहरू पानी-आधारित प्रवाहकीय सामग्रीहरू प्रयोग गर्ने विशिष्ट इन्धन कोषहरूमा प्राकृतिक रूपमा हुने अवस्थाहरूको विपरीत छन्।
ऊर्जा मन्त्रालयको लिक्विड सनशाइन एलायन्सको ऊर्जा नवप्रवर्तन केन्द्र परियोजनाको एक भागको रूपमा, इन्धन सेल पानी वातावरणमा प्रयोग गर्न सकिने डिजाइन निर्धारण गर्न, बेल र उनको टोलीले आयनोमरको पातलो तहमा ध्यान केन्द्रित गरे, जसले निश्चित चार्ज गरिएका अणुहरू (आयनहरू) लाई पार गर्न अनुमति दिन्छ। अन्य आयनहरू बहिष्कार गर्नुहोस्। तिनीहरूको अत्यधिक चयनात्मक रासायनिक गुणहरूको कारण, तिनीहरू सूक्ष्म वातावरणमा बलियो प्रभाव पार्नको लागि विशेष रूपमा उपयुक्त छन्।
बेल समूहका पोस्टडक्टोरल अनुसन्धानकर्ता र पेपरका पहिलो लेखक चान्योन किमले तामा उत्प्रेरकहरूको सतहलाई दुई सामान्य आयनोमरहरू, नेफियन र सस्टेनियनले कोट गर्ने प्रस्ताव राखे। टोलीले परिकल्पना गर्यो कि त्यसो गर्दा उत्प्रेरक नजिकको वातावरण - pH र पानी र कार्बन डाइअक्साइडको मात्रा सहित - परिवर्तन हुनुपर्छ जसले गर्दा प्रतिक्रियालाई कार्बन-समृद्ध उत्पादनहरू उत्पादन गर्न निर्देशित गर्न सकिन्छ जुन सजिलै उपयोगी रसायनहरूमा रूपान्तरण गर्न सकिन्छ। उत्पादनहरू र तरल इन्धनहरू।
अनुसन्धानकर्ताहरूले प्रत्येक आयनोमरको पातलो तह र दुई आयनोमरको दोहोरो तहलाई पोलिमर सामग्रीद्वारा समर्थित तामाको फिल्ममा लागू गरेर फिल्म बनाए, जुन उनीहरूले हातले आकारको इलेक्ट्रोकेमिकल सेलको एक छेउमा घुसाउन सक्थे। ब्याट्रीमा कार्बन डाइअक्साइड इन्जेक्ट गर्दा र भोल्टेज लागू गर्दा, उनीहरूले ब्याट्रीबाट बग्ने कुल प्रवाह नापे। त्यसपछि उनीहरूले प्रतिक्रियाको क्रममा छेउछाउको जलाशयमा सङ्कलन गरिएको ग्यास र तरल पदार्थ नापे। दुई-तहको केसको लागि, उनीहरूले पत्ता लगाए कि कार्बन-युक्त उत्पादनहरूले प्रतिक्रियाद्वारा खपत हुने ऊर्जाको ८०% को लागि जिम्मेवार थिए - अनकोटेड केसमा ६०% भन्दा बढी।
"यो स्यान्डविच कोटिंगले दुबै संसारको उत्कृष्ट प्रदान गर्दछ: उच्च उत्पादन चयनशीलता र उच्च गतिविधि," बेलले भने। दोहोरो-तह सतह कार्बन-युक्त उत्पादनहरूको लागि मात्र राम्रो छैन, तर एकै समयमा बलियो प्रवाह पनि उत्पन्न गर्दछ, जसले गतिविधिमा वृद्धिलाई संकेत गर्दछ।
अनुसन्धानकर्ताहरूले निष्कर्ष निकाले कि सुधारिएको प्रतिक्रिया तामाको माथि सिधै कोटिंगमा जम्मा भएको उच्च CO2 सांद्रताको परिणाम हो। यसको अतिरिक्त, दुई आयनोमरहरू बीचको क्षेत्रमा जम्मा हुने नकारात्मक चार्ज गरिएका अणुहरूले कम स्थानीय अम्लता उत्पादन गर्नेछन्। यो संयोजनले आयनोमर फिल्महरूको अनुपस्थितिमा हुने सांद्रता व्यापार-अफहरूलाई अफसेट गर्दछ।
प्रतिक्रियाको दक्षतालाई अझ सुधार गर्न, अनुसन्धानकर्ताहरूले पहिले नै प्रमाणित प्रविधिमा ध्यान केन्द्रित गरे जसलाई CO2 र pH बढाउन अर्को विधिको रूपमा आयनोमर फिल्मको आवश्यकता पर्दैन: पल्स्ड भोल्टेज। डबल-लेयर आयनोमर कोटिंगमा पल्स्ड भोल्टेज लागू गरेर, अनुसन्धानकर्ताहरूले अनकोटेड तामा र स्थिर भोल्टेजको तुलनामा कार्बन-समृद्ध उत्पादनहरूमा २५०% वृद्धि हासिल गरे।
यद्यपि केही अनुसन्धानकर्ताहरूले आफ्नो काम नयाँ उत्प्रेरकहरूको विकासमा केन्द्रित गर्छन्, उत्प्रेरकको खोजले सञ्चालन अवस्थाहरूलाई ध्यानमा राख्दैन। उत्प्रेरक सतहमा वातावरण नियन्त्रण गर्नु एउटा नयाँ र फरक विधि हो।
"हामीले पूर्णतया नयाँ उत्प्रेरकको आविष्कार गरेनौं, तर प्रतिक्रिया गतिविज्ञानको हाम्रो बुझाइ प्रयोग गर्यौं र उत्प्रेरक साइटको वातावरण कसरी परिवर्तन गर्ने भन्ने बारे सोच्न मार्गदर्शन गर्न यो ज्ञान प्रयोग गर्यौं," बर्कले प्रयोगशालाका ऊर्जा प्रविधि क्षेत्रका वैज्ञानिकहरू र कागजातहरूका सह-लेखक एडम वेबरले भने।
अर्को चरण भनेको लेपित उत्प्रेरकहरूको उत्पादन विस्तार गर्नु हो। बर्कले ल्याब टोलीको प्रारम्भिक प्रयोगहरूमा साना समतल मोडेल प्रणालीहरू समावेश थिए, जुन व्यावसायिक अनुप्रयोगहरूको लागि आवश्यक पर्ने ठूलो-क्षेत्रको छिद्रपूर्ण संरचनाहरू भन्दा धेरै सरल थिए। "समतल सतहमा कोटिंग लगाउन गाह्रो छैन। तर व्यावसायिक विधिहरूमा साना तामाका बलहरू कोटिंग समावेश हुन सक्छ," बेलले भने। कोटिंगको दोस्रो तह थप्नु चुनौतीपूर्ण हुन्छ। एउटा सम्भावना भनेको दुई कोटिंगहरूलाई विलायकमा एकसाथ मिसाएर जम्मा गर्नु हो, र आशा छ कि विलायक वाष्पीकरण हुँदा तिनीहरू अलग हुनेछन्। यदि तिनीहरूले गर्दैनन् भने के हुन्छ? बेलले निष्कर्ष निकाले: "हामीलाई केवल स्मार्ट हुन आवश्यक छ।" किम सी, बुई जेसी, लुओ एक्स र अन्यलाई हेर्नुहोस्। तामामा डबल-लेयर आयनोमर कोटिंग प्रयोग गरेर बहु-कार्बन उत्पादनहरूमा CO2 को इलेक्ट्रो-घटाउनको लागि अनुकूलित उत्प्रेरक सूक्ष्म वातावरण। नेट एनर्जी। २०२१;६(११):१०२६-१०३४। doi:१०.१०३८/s४१५६०-०२१-००९२०-८
यो लेख निम्न सामग्रीबाट पुन: उत्पादन गरिएको हो। नोट: सामग्री लम्बाइ र सामग्रीको लागि सम्पादन गरिएको हुन सक्छ। थप जानकारीको लागि, कृपया उद्धृत स्रोतलाई सम्पर्क गर्नुहोस्।
पोस्ट समय: नोभेम्बर-२२-२०२१
