Täze tehnologiýa kömürturşy gazynyň suwuk ýangyja öwrülmegini gowulandyrýar

Aşakdaky formany dolduryň we size “Kömürturşy gazyny suwuk ýangyja öwürmek üçin täze tehnologiýa kämilleşdirişleri” atly PDF wersiýasyny ibereris.
Uglerod dioksidi (CO2) gazylyp alynýan ýangyjyň we durnukly usulda peýdaly ýangyja öwrülip bilýän iň köp ýaýran parnik gazynyň önümidir. CO2 zyňyndylaryny ýangyç iýmit mallaryna öwürmegiň geljegi uly usullarynyň biri elektrokimiki azaltmak diýilýär. Commercialöne täjirçilik taýdan amatly bolmak üçin has islenýän ugleroda baý önümleri saýlamak ýa-da öndürmek üçin prosesi gowulandyrmaly. Indi, “Nature Energy” inurnalynda habar berlişi ýaly, Lawrens Berkeli milli barlaghanasy (Berkeli laboratoriýasy) kömekçi reaksiýa üçin ulanylýan mis katalizatorynyň ýüzüni gowulandyrmak we şeýlelik bilen prosesiň seçimliligini ýokarlandyrmak üçin täze usul döretdi.
Berkeli laboratoriýasynyň himiýa ylymlary kafedrasynyň uly alymy we uniwersitetiň himiýa in engineeringenerligi professory Aleksis: "Misiň bu reaksiýa üçin iň oňat katalizatordygyny bilsek-de, islenýän önüm üçin ýokary seçimliligi üpjün etmeýär" -diýdi. Kaliforniýa, Berkeli. Spell aýtdy. "Toparymyz, katalizatoryň ýerli gurşawyny ulanyp, bu hili saýlamany üpjün etmek üçin dürli hileleri ulanyp bilersiňiz".
Öňki gözleglerde, gözlegçiler täjirçilik gymmaty bolan ugleroda baý önümleri döretmek üçin iň oňat elektrik we himiki gurşawy üpjün etmek üçin takyk şertleri kesgitlediler. Emma bu şertler, suw esasly geçiriji materiallary ulanyp, adaty ýangyç öýjüklerinde tebigy ýagdaýda ýüze çykýan şertlere ters gelýär.
Energetika ministrliginiň Suwuk Güneş Bileleşiginiň Energetika innowasiýa merkezi taslamasynyň çäginde ýangyç öýjüginiň suw gurşawynda ulanyp boljak dizaýny kesgitlemek üçin Bell we onuň topary belli bir zarýad bermäge mümkinçilik berýän inçe ionomer gatlagyna ýüz tutdular. geçmek üçin molekulalar (ionlar). Beýleki ionlary aýyryň. Örän saýlama himiki aýratynlyklary sebäpli, mikro-gurşawa güýçli täsir etmek üçin aýratyn amatlydyr.
Bell toparyndaky postdoktor gözlegçisi we kagyzyň ilkinji awtory Çanyeon Kim mis katalizatorlarynyň ýüzüni iki sany umumy ionomer Nafion we Sustainion bilen örtmegi teklip etdi. Topar şeýle etmek, katalizatoryň golaýyndaky daşky gurşawy, şol sanda pH we suwuň we kömürturşy gazynyň mukdaryny üýtgetmelidigini, haýsydyr bir usul bilen peýdaly himiki maddalara öwrülip bilýän ugleroda baý önümleri öndürmäge gönükdirmelidigini çaklady. Önümler we suwuk ýangyç.
Gözlegçiler her bir ionomeriň inçe gatlagyny we iki ionomeriň iki gatly polimer materialy bilen goldanýan mis filmine el şekilli elektrokimiki öýjügiň bir ujuna goýup boljak film döretdiler. Kömürturşy gazy batareýa sanjylanda we naprýa .eniýe ulanylanda, batareýanyň içinden akýan umumy toky ölçediler. Soňra reaksiýa wagtynda ýanaşyk suw howdanynda ýygnan gazy we suwuklygy ölçediler. Iki gatlak üçin, ugleroda baý önümleriň reaksiýa bilen sarp edilýän energiýanyň 80% -ini, örtülmedik ýagdaýda 60% -den ýokarydygyny anykladylar.
Bell: "Bu sendwiç örtük iki dünýäniň iň gowularyny üpjün edýär: önümiň ýokary seçimliligi we ýokary işjeňlik" -diýdi Bell. Iki gatly ýer diňe ugleroda baý önümler üçin peýdaly bolman, eýsem şol bir wagtyň özünde işjeňligiň artýandygyny görkezýän güýçli tok döredýär.
Gözlegçiler gowulaşan jogabyň, misiň üstündäki örtükde toplanan ýokary CO2 konsentrasiýasynyň netijesidir diýen netijä geldiler. Mundan başga-da, iki ionomeriň arasyndaky sebitde ýygnanýan negatiw zarýadly molekulalar pes ýerli kislotany öndürer. Bu kombinasiýa, ionomer filmleriniň ýoklugynda ýüze çykýan konsentrasiýa söwdasyny ýapýar.
Reaksiýanyň netijeliligini has-da ýokarlandyrmak üçin gözlegçiler, CO2 we pH ýokarlandyrmagyň başga bir usuly hökmünde ionomer filmini talap etmeýän ozal subut edilen tehnologiýa ýüz tutdular: impulsly naprýa .eniýe. Gözlegçiler goşa gatlakly ionomer örtügine impulsly naprýa .eniýäni ulanmak bilen, örtülmedik mis we statiki naprýa .eniýe bilen deňeşdirilende ugleroda baý önümleriň 250% ýokarlanmagyna ýetdiler.
Käbir gözlegçiler öz işlerini täze katalizatorlary ösdürmäge gönükdirseler-de, katalizatoryň tapylmagy iş şertlerini göz öňünde tutmaýar. Katalizatoryň üstündäki daşky gurşawy dolandyrmak täze we başga usul.
Uly inerener Adam Weber: "Biz düýbünden täze katalizator oýlap tapmadyk, reaksiýa kinetikasyna düşünişimizi ulandyk we katalizator saýtynyň daşky gurşawyny nädip üýtgetmelidigi barada pikirlenmek üçin bu bilimleri ulandyk" -diýdi. Berkeli barlaghanalarynda energiýa tehnologiýasy pudagyndaky alymlar we makalalaryň awtorlary.
Indiki ädim örtülen katalizatorlaryň önümçiligini giňeltmekdir. Berkeli laboratoriýasy toparynyň deslapky synaglarynda täjirçilik programmalary üçin zerur bolan uly meýdany gözenekli gurluşlardan has ýönekeý kiçi tekiz model ulgamlary bar. “Tekiz ýüzüne örtük ulanmak kyn däl. Commercialöne täjirçilik usullary ownuk mis toplary örtmegi öz içine alyp biler "-diýdi Bell. Ikinji gat örtük goşmak kyn bolýar. Mümkinçilikleriň biri, iki örtügi bir erginçde garyşdyrmak we goýmak we çözüji bugaranda aýrylar diýip umyt etmekdir. Eger ýok bolsa näme etmeli? Bell sözüni jemledi: "Biz has akylly bolmaly". Kim C, Bui JC, Luo X we başgalara serediň. Misiň üstünde iki gatly ionomer örtügini ulanyp, köp uglerodly önümlere CO2-ni elektro-azaltmak üçin ýöriteleşdirilen katalizator mikro-gurşawy. Nat Energy. 2021; 6 (11): 1026-1034. doi: 10.1038 / s41560-021-00920-8
Bu makala indiki materialdan göçürildi. Bellik: Material uzynlyk we mazmun üçin redaktirlenen bolmagy mümkin. Has giňişleýin maglumat üçin getirilen çeşmä ýüz tutmagyňyzy haýyş edýäris.