Quyidagi shaklni to‘ldiring va biz sizga “Karbonat angidridni suyuq yoqilg‘iga aylantirish bo‘yicha yangi texnologiya takomillashtirish”ning PDF versiyasini elektron pochta orqali yuboramiz.
Karbonat angidrid (CO2) - qazib olinadigan yoqilg'ining yonishi va eng keng tarqalgan issiqxona gazlari mahsuloti bo'lib, uni barqaror tarzda foydali yoqilg'iga aylantirish mumkin. CO2 chiqindilarini yoqilg'i xom ashyosiga aylantirishning istiqbolli usullaridan biri bu elektrokimyoviy pasayish deb ataladigan jarayondir. Ammo tijorat uchun foydali bo'lishi uchun, uglerodga boy mahsulotlarni tanlash yoki ishlab chiqarish uchun jarayonni yaxshilash kerak. Endilikda, Nature Energy jurnalida xabar qilinganidek, Lourens Berkli milliy laboratoriyasi (Berkeley laboratoriyasi) yordamchi reaktsiya uchun ishlatiladigan mis katalizatorining sirtini yaxshilash uchun yangi usulni ishlab chiqdi va shu bilan jarayonning selektivligini oshiradi.
"Biz misning bu reaktsiya uchun eng yaxshi katalizator ekanligini bilsak ham, u kerakli mahsulot uchun yuqori selektivlikni ta'minlamaydi", dedi Berkli laboratoriyasining Kimyo fanlari bo'limining katta olimi va universitetning kimyo muhandisligi professori Aleksis. Kaliforniya, Berkli. - dedi Spell. "Bizning jamoamiz katalizatorning mahalliy muhitidan foydalanib, bunday selektivlikni ta'minlash uchun turli xil fokuslar qilishingiz mumkinligini aniqladi."
Oldingi tadqiqotlarda tadqiqotchilar tijorat qiymatiga ega bo'lgan uglerodga boy mahsulotlarni yaratish uchun eng yaxshi elektr va kimyoviy muhitni ta'minlash uchun aniq shart-sharoitlarni yaratdilar. Ammo bu shartlar suvga asoslangan Supero'tkazuvchilar materiallardan foydalangan holda odatiy yonilg'i xujayralarida tabiiy ravishda yuzaga keladigan sharoitlarga ziddir.
Yoqilg'i xujayrasi suv muhitida ishlatilishi mumkin bo'lgan dizaynni aniqlash uchun Energetika vazirligining Suyuq Quyosh Alyansi Energetika Innovatsiya Markazi loyihasi doirasida Bell va uning jamoasi ma'lum bir zaryadlangan ionomerning yupqa qatlamiga murojaat qilishdi. molekulalar (ionlar) o'tadi. Boshqa ionlarni chiqarib tashlang. Yuqori selektiv kimyoviy xossalari tufayli ular mikro muhitga kuchli ta'sir ko'rsatish uchun ayniqsa mos keladi.
Chanyeon Kim, Bell guruhining doktorlikdan keyingi tadqiqotchisi va maqolaning birinchi muallifi, mis katalizatorlari yuzasini ikkita umumiy ionomer - Nafion va Sustainion bilan qoplashni taklif qildi. Jamoa shunday qilish katalizator yaqinidagi muhitni, shu jumladan pH va suv va karbonat angidrid miqdorini o'zgartirishi kerak, deb faraz qildi, bu reaktsiyani foydali kimyoviy moddalarga osonlikcha aylantirilishi mumkin bo'lgan uglerodga boy mahsulotlar ishlab chiqarishga yo'naltirish uchun. Mahsulotlar va suyuq yoqilg'i.
Tadqiqotchilar har bir ionomerning yupqa qatlamini va ikkita ionomerning ikki qatlamini polimer material bilan qo'llab-quvvatlanadigan mis plyonkaga qo'llashdi va plyonka hosil qilishdi, ular qo'lda shakllangan elektrokimyoviy hujayraning bir uchiga yaqinroq joylashtirdilar. Batareyaga karbonat angidridni quyish va kuchlanishni qo'llashda ular batareyadan o'tadigan umumiy oqimni o'lchadilar. Keyin ular reaksiya davomida qo'shni rezervuarda to'plangan gaz va suyuqlikni o'lchadilar. Ikki qatlamli ish uchun ular uglerodga boy mahsulotlar reaktsiya tomonidan iste'mol qilinadigan energiyaning 80% ni tashkil etishini aniqladilar - qoplamasiz holatda 60% dan yuqori.
"Ushbu sendvich qoplamasi ikkala dunyoning eng yaxshisini ta'minlaydi: yuqori mahsulot selektivligi va yuqori faollik", dedi Bell. Ikki qavatli sirt nafaqat uglerodga boy mahsulotlar uchun yaxshi, balki ayni paytda kuchli oqim hosil qiladi, bu esa faollikning oshishini ko'rsatadi.
Tadqiqotchilar takomillashtirilgan javob to'g'ridan-to'g'ri misning tepasida qoplamada to'plangan yuqori CO2 kontsentratsiyasi natijasidir degan xulosaga kelishdi. Bundan tashqari, ikki ionomer orasidagi mintaqada to'plangan manfiy zaryadlangan molekulalar pastroq mahalliy kislota hosil qiladi. Ushbu kombinatsiya ionomer plyonkalari yo'qligida yuzaga keladigan kontsentratsiya almashinuvini qoplaydi.
Reaksiya samaradorligini yanada oshirish uchun tadqiqotchilar CO2 va pH ni oshirishning yana bir usuli sifatida ionomer plyonkani talab qilmaydigan ilgari tasdiqlangan texnologiyaga murojaat qilishdi: impulsli kuchlanish. Ikki qatlamli ionomer qoplamasiga impulsli kuchlanishni qo'llash orqali tadqiqotchilar qoplanmagan mis va statik kuchlanish bilan solishtirganda uglerodga boy mahsulotlarni 250% ga oshirishga erishdilar.
Garchi ba'zi tadqiqotchilar o'z ishlarini yangi katalizatorlar yaratishga qaratgan bo'lsalar-da, katalizatorni ochishda ishlash sharoitlari hisobga olinmaydi. Katalizator yuzasida atrof-muhitni nazorat qilish yangi va boshqacha usuldir.
"Biz butunlay yangi katalizatorni o'ylab topmadik, lekin reaksiya kinetikasi haqidagi tushunchamizdan foydalandik va bu bilimlardan katalizator maydonchasi muhitini qanday o'zgartirish haqida fikr yuritish uchun foydalandik", dedi Adam Veber, katta muhandis. Berkeley Laboratories energetika texnologiyalari sohasidagi olimlar va maqolalarning hammualliflari.
Keyingi qadam qoplamali katalizatorlar ishlab chiqarishni kengaytirishdir. Berkeley Lab jamoasining dastlabki tajribalari kichik tekis modelli tizimlarni o'z ichiga oldi, ular tijorat maqsadlarida foydalanish uchun zarur bo'lgan katta maydonli gözenekli tuzilmalardan ancha sodda edi. “Tegis yuzaga qoplama qo'yish qiyin emas. Ammo tijorat usullari mayda mis sharlarni qoplashni o'z ichiga olishi mumkin ", dedi Bell. Qoplamaning ikkinchi qatlamini qo'shish qiyin bo'ladi. Imkoniyatlardan biri bu ikki qoplamani erituvchiga bir-biriga aralashtirish va cho'ktirish va erituvchi bug'langanda ular ajralib ketishiga umid qilishdir. Agar ular bo'lmasa-chi? Bell shunday xulosaga keldi: "Biz shunchaki aqlli bo'lishimiz kerak." Kim C, Bui JC, Luo X va boshqalarga murojaat qiling. Misga ikki qatlamli ionomer qoplamasidan foydalangan holda CO2 ni ko'p uglerodli mahsulotlarga elektro-kamaytirish uchun moslashtirilgan katalizator mikro muhiti. Nat energiya. 2021;6(11):1026-1034. doi: 10.1038/s41560-021-00920-8
Ushbu maqola quyidagi materialdan olingan. Eslatma: material uzunligi va mazmuni bo'yicha tahrirlangan bo'lishi mumkin. Qo'shimcha ma'lumot uchun, iltimos, keltirilgan manbaga murojaat qiling.
Yuborilgan vaqt: 22-noyabr-2021
