नयाँ प्रविधिले कार्बन डाइअक्साइडलाई तरल इन्धनमा रूपान्तरण गर्न सुधार गर्छ

तलको फारम भर्नुहोस् र हामी तपाईंलाई "कार्बन डाइअक्साइडलाई तरल इन्धनमा रूपान्तरण गर्न नयाँ प्रविधि सुधारहरू" को PDF संस्करण इमेल गर्नेछौं।
कार्बन डाइअक्साइड (CO2) जीवाश्म ईन्धनहरू 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 हुनका लागि, थप कार्बन युक्त उत्पादनहरू चयन गर्न वा उत्पादन गर्न प्रक्रियालाई सुधार गर्न आवश्यक छ। अब, जर्नल नेचर एनर्जीमा रिपोर्ट गरे अनुसार, लरेन्स बर्कले राष्ट्रिय प्रयोगशाला (बर्कले ल्याब) ले सहायक प्रतिक्रियाको लागि प्रयोग हुने तामा उत्प्रेरकको सतह सुधार गर्न नयाँ विधि विकसित गरेको छ, जसले गर्दा प्रक्रियाको चयनशीलता बढेको छ।
"यद्यपि हामीलाई थाहा छ कि तामा यस प्रतिक्रियाको लागि उत्तम उत्प्रेरक हो, यसले वांछित उत्पादनको लागि उच्च चयन प्रदान गर्दैन," बर्कले ल्याबको रसायन विज्ञान विभागका वरिष्ठ वैज्ञानिक र विश्वविद्यालयका केमिकल इन्जिनियरिङका प्राध्यापक एलेक्सिसले भने। क्यालिफोर्निया, बर्कले। स्पेलले भने। "हाम्रो टोलीले फेला पारेको छ कि तपाइँ यस प्रकारको छनौट प्रदान गर्न विभिन्न चालहरू गर्न उत्प्रेरकको स्थानीय वातावरण प्रयोग गर्न सक्नुहुन्छ।"
अघिल्लो अध्ययनहरूमा, शोधकर्ताहरूले व्यावसायिक मूल्यको साथ कार्बन युक्त उत्पादनहरू सिर्जना गर्नका लागि उत्तम विद्युतीय र रासायनिक वातावरण प्रदान गर्न सटीक अवस्थाहरू स्थापना गरेका छन्। तर यी अवस्थाहरू पानीमा आधारित प्रवाहकीय सामग्रीहरू प्रयोग गरेर सामान्य ईन्धन कक्षहरूमा स्वाभाविक रूपमा हुने अवस्थाहरूको विपरीत हो।
ऊर्जा मन्त्रालयको तरल सनशाइन एलायन्सको ऊर्जा नवाचार केन्द्र परियोजनाको भागको रूपमा, इन्धन सेल पानी वातावरणमा प्रयोग गर्न सकिने डिजाइन निर्धारण गर्न, बेल र उनको टोलीले आयनोमरको पातलो तहमा परिणत गर्यो, जसले निश्चित चार्ज गर्न अनुमति दिन्छ। अणुहरू (आयनहरू) पार गर्न। अन्य आयनहरू बहिष्कार गर्नुहोस्। तिनीहरूको अत्यधिक छनौट रासायनिक गुणहरूको कारण, तिनीहरू विशेष गरी सूक्ष्म वातावरणमा बलियो प्रभाव पार्नको लागि उपयुक्त छन्।
बेल समूहका पोस्टडक्टोरल अनुसन्धानकर्ता र पेपरका पहिलो लेखक चान्येओन किमले तामा उत्प्रेरकहरूको सतहलाई दुई साझा आयनोमर, नाफियन र सस्टेनियनले कोट गर्ने प्रस्ताव गरे। यसो गर्दा पीएच र पानी र कार्बन डाइअक्साइडको मात्रा सहित उत्प्रेरकको नजिकको वातावरणलाई परिवर्तन गर्नुपर्छ भनी टोलीले परिकल्पना गर्‍यो - कुनै तरिकामा कार्बन युक्त उत्पादनहरू उत्पादन गर्न प्रतिक्रिया निर्देशित गर्न जुन सजिलै उपयोगी रसायनहरूमा रूपान्तरण गर्न सकिन्छ। उत्पादन र तरल इन्धन।
अन्वेषकहरूले प्रत्येक आयनोमरको पातलो तह र दुई आयनोमरहरूको डबल तह तामाको फिल्ममा बहुलक सामग्रीद्वारा समर्थित फिल्म बनाउनका लागि लागू गरे, जुन उनीहरूले हात आकारको इलेक्ट्रोकेमिकल सेलको एक छेउमा घुसाउन सक्छन्। ब्याट्रीमा कार्बन डाइअक्साइड इन्जेक्सन गर्दा र भोल्टेज लागू गर्दा, तिनीहरूले ब्याट्री मार्फत प्रवाहको कुल प्रवाह नापे। त्यसपछि तिनीहरूले प्रतिक्रियाको क्रममा छेउछाउको जलाशयमा जम्मा भएको ग्यास र तरल पदार्थ नापे। दुई-तहको केसको लागि, तिनीहरूले फेला पारे कि कार्बन युक्त उत्पादनहरूले प्रतिक्रियाबाट खपत हुने ऊर्जाको 80% को लागि जिम्मेवार छ - अनकोटेड केसमा 60% भन्दा बढी।
"यो स्यान्डविच कोटिंगले दुबै संसारको उत्कृष्ट प्रदान गर्दछ: उच्च उत्पादन चयन र उच्च गतिविधि," बेलले भने। डबल-लेयर सतह कार्बन-धनी उत्पादनहरूको लागि मात्र राम्रो छैन, तर एकै समयमा एक बलियो वर्तमान उत्पन्न गर्दछ, गतिविधिमा वृद्धि संकेत गर्दछ।
शोधकर्ताहरूले निष्कर्ष निकाले कि सुधारिएको प्रतिक्रिया सीधा तामाको शीर्षमा कोटिंगमा जम्मा भएको उच्च CO2 एकाग्रताको परिणाम हो। थप रूपमा, नकारात्मक रूपमा चार्ज गरिएको अणुहरू जुन दुई आयनोमरहरू बीचको क्षेत्रमा जम्मा हुन्छन् कम स्थानीय अम्लता उत्पादन गर्दछ। यो संयोजनले एकाग्रता ट्रेड-अफहरू अफसेट गर्दछ जुन आयनोमर फिल्महरूको अनुपस्थितिमा हुने गर्दछ।
प्रतिक्रियाको दक्षतालाई थप सुधार गर्नको लागि, शोधकर्ताहरूले पहिले प्रमाणित प्रविधिमा फर्के जसलाई CO2 र pH: स्पंदित भोल्टेज बढाउनको लागि अर्को विधिको रूपमा आयनोमर फिल्मको आवश्यकता पर्दैन। डबल-लेयर आयनोमर कोटिंगमा स्पंदित भोल्टेज लागू गरेर, अन्वेषकहरूले अनकोटेड तामा र स्थिर भोल्टेजको तुलनामा कार्बन युक्त उत्पादनहरूमा 250% वृद्धि हासिल गरे।
यद्यपि केही शोधकर्ताहरूले नयाँ उत्प्रेरकहरूको विकासमा आफ्नो काम केन्द्रित गरे पनि, उत्प्रेरकको खोजले सञ्चालन अवस्थाहरूलाई ध्यानमा राख्दैन। उत्प्रेरक सतहमा वातावरण नियन्त्रण एक नयाँ र फरक तरिका हो।
"हामी पूर्णतया नयाँ उत्प्रेरकको साथ आएका छैनौं, तर प्रतिक्रिया गतिविज्ञानको हाम्रो बुझाइ प्रयोग गर्‍यौं र उत्प्रेरक साइटको वातावरण कसरी परिवर्तन गर्ने भन्ने बारे सोच्नको लागि यो ज्ञान प्रयोग गर्‍यौं," एडम वेबर, वरिष्ठ इन्जिनियरले भने। बर्कले प्रयोगशालाहरूमा ऊर्जा प्रविधिको क्षेत्रमा वैज्ञानिकहरू र कागजातका सह-लेखक।
अर्को चरण लेपित उत्प्रेरक को उत्पादन विस्तार गर्न को लागी छ। बर्कले ल्याब टोलीको प्रारम्भिक प्रयोगहरूमा सानो फ्ल्याट मोडेल प्रणालीहरू समावेश थिए, जुन व्यावसायिक अनुप्रयोगहरूको लागि आवश्यक ठूलो-क्षेत्र छिद्रपूर्ण संरचनाहरू भन्दा धेरै सरल थियो। “सपाट 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 कोटिंग्सलाई विलायकमा मिलाएर जम्मा गर्नु हो, र आशा छ कि विलायक वाष्पीकरण हुँदा तिनीहरू अलग हुनेछन्। यदि तिनीहरूले गर्दैनन् भने के हुन्छ? बेलले निष्कर्ष निकाले: "हामी केवल स्मार्ट हुन आवश्यक छ।" Kim C, Bui JC, Luo X र अन्यलाई सन्दर्भ गर्नुहोस्। तामामा डबल-लेयर आयनोमर कोटिंग प्रयोग गरेर बहु-कार्बन उत्पादनहरूमा CO2 को इलेक्ट्रो-घटाउनको लागि अनुकूलित उत्प्रेरक सूक्ष्म वातावरण। नेट ऊर्जा। २०२१;६(११):१०२६-१०३४। doi:10.1038/s41560-021-00920-8
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।