Eusian formulir di handap sarta kami bakal surélék anjeun versi PDF tina "Perbaikan téhnologi anyar pikeun ngarobah karbon dioksida kana suluh cair"
Karbon dioksida (CO2) nyaéta produk tina ngaduruk suluh fosil jeung gas rumah kaca paling umum, nu bisa dirobah deui jadi suluh mangpaat dina ragam sustainable. Hiji cara anu ngajangjikeun pikeun ngarobih émisi CO2 kana bahan bakar bahan bakar nyaéta prosés anu disebut réduksi éléktrokimia. Tapi janten giat komersil, prosésna kedah dironjatkeun pikeun milih atanapi ngahasilkeun produk anu beunghar karbon anu dipikahoyong. Ayeuna, sakumaha dilaporkeun dina jurnal Nature Energy, Laboratorium Nasional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) parantos ngembangkeun metode anyar pikeun ningkatkeun permukaan katalis tambaga anu dianggo pikeun réaksi bantu, ku kituna ningkatkeun selektivitas prosésna.
"Sanaos urang terang yén tambaga mangrupikeun katalis anu pangsaéna pikeun réaksi ieu, éta henteu nyayogikeun selektivitas anu luhur pikeun produk anu dipikahoyong," saur Alexis, élmuwan senior di Jurusan Élmu Kimia di Berkeley Lab sareng profesor rékayasa kimia di Universitas. California, Berkeley. ceuk mantra. "Tim kami mendakan yén anjeun tiasa nganggo lingkungan lokal tina katalis pikeun ngalakukeun rupa-rupa trik pikeun nyayogikeun jinis pilihan ieu."
Dina panilitian saméméhna, panalungtik parantos netepkeun kaayaan anu pas pikeun nyayogikeun lingkungan listrik sareng kimia anu pangsaéna pikeun nyiptakeun produk anu beunghar karbon kalayan nilai komérsial. Tapi kaayaan ieu bertentangan jeung kaayaan anu alami lumangsung dina sél suluh has ngagunakeun bahan conductive basis cai.
Dina raraga nangtukeun rarancang nu bisa dipaké dina lingkungan cai sél suluh, salaku bagian tina proyék Energy Innovation Center Kamentrian Energi urang Liquid Sunshine Alliance, Bell jeung timnya tos ka lapisan ipis ionomer, anu ngamungkinkeun muatan tangtu. molekul (ion) ngaliwat. Ngaluarkeun ion séjén. Kusabab sipat kimia anu selektif pisan, aranjeunna cocog pisan pikeun gaduh pangaruh anu kuat dina lingkungan mikro.
Chanyeon Kim, panalungtik postdoctoral dina grup Bell jeung panulis munggaran kertas, diusulkeun pikeun coated beungeut katalis tambaga jeung dua ionomer umum, Nafion jeung Sustainion. Tim éta hipotésis yén ngalakukeun kitu kedah ngarobih lingkungan caket katalis - kalebet pH sareng jumlah cai sareng karbon dioksida - ku sababaraha cara pikeun ngarahkeun réaksi pikeun ngahasilkeun produk anu beunghar karbon anu gampang dirobih janten bahan kimia anu mangpaat. Produk sareng bahan bakar cair.
Panaliti nerapkeun lapisan ipis unggal ionomer sareng lapisan ganda dua ionomer kana pilem tambaga anu dirojong ku bahan polimér pikeun ngabentuk pilem, anu tiasa diselapkeun caket hiji tungtung sél éléktrokimia anu ngawangun leungeun. Nalika nyuntik karbon dioksida kana batré sareng nerapkeun tegangan, aranjeunna ngukur total arus anu ngalir kana batré. Teras aranjeunna ngukur gas sareng cairan anu dikumpulkeun dina waduk anu caket nalika réaksina. Pikeun kasus dua lapisan, aranjeunna mendakan yén produk anu beunghar karbon nyababkeun 80% tina énergi anu dikonsumsi ku réaksi - langkung luhur ti 60% dina kasus anu teu dilapis.
"Palapis sandwich Ieu nyadiakeun pangalusna duanana alam: selectivity produk tinggi na aktivitas tinggi," ceuk Bell. Beungeut ganda-lapisan henteu ngan alus pikeun produk-euyeub karbon, tapi ogé dibangkitkeun arus kuat dina waktos anu sareng, nunjukkeun paningkatan dina aktivitas.
Para panalungtik menyimpulkan yén réspon ningkat éta hasil tina konsentrasi CO2 luhur akumulasi dina palapis langsung dina luhureun tambaga. Sajaba ti éta, molekul muatan négatif nu akumulasi di wewengkon antara dua ionomer bakal ngahasilkeun kaasaman lokal handap. Kombinasi ieu ngimbangan trade-off konsentrasi anu condong lumangsung dina henteuna film ionomer.
Dina raraga jang meberkeun ngaronjatkeun efisiensi réaksina, panalungtik tos ka téhnologi saméméhna kabuktian nu teu merlukeun hiji pilem ionomer salaku metoda sejen pikeun ngaronjatkeun CO2 jeung pH: tegangan pulsed. Ku nerapkeun tegangan pulsed kana lapisan ionomer lapisan ganda, panalungtik ngahontal kanaékan 250% dina produk-euyeub karbon dibandingkeun tambaga uncoated jeung tegangan statik.
Sanajan sababaraha peneliti museurkeun karya maranéhanana dina ngembangkeun katalis anyar, kapanggihna katalis henteu tumut kana akun kaayaan operasi. Ngadalikeun lingkungan dina beungeut katalis mangrupakeun metoda anyar jeung béda.
"Urang teu datang nepi ka katalis lengkep anyar, tapi dipaké pamahaman kami ngeunaan kinétika réaksi jeung dipaké pangaweruh ieu pituduh kami dina pamikiran ngeunaan kumaha carana ngarobah lingkungan situs katalis," ceuk Adam Weber, insinyur senior. Élmuwan dina widang téknologi énergi di Laboratorium Berkeley sareng panulis ko-panulis.
Lengkah saterusna nyaeta rék dilegakeun produksi katalis coated. Percobaan awal tim Berkeley Lab ngalibetkeun sistem model datar leutik, anu langkung saderhana tibatan struktur porous lega anu diperyogikeun pikeun aplikasi komérsial. "Teu sesah nerapkeun palapis dina tempat anu datar. Tapi métode komersil mungkin ngalibetkeun palapis bal tambaga leutik, "ceuk Bell. Nambahkeun lapisan kadua palapis janten nangtang. Hiji kamungkinan mangrupa nyampur jeung neundeun dua coatings babarengan dina pangleyur a, sarta miharep éta misahkeun nalika pangleyur nu evaporates. Kumaha upami aranjeunna henteu? Bell nyimpulkeun: "Kami ngan ukur kedah langkung pinter." Rujuk Kim C, Bui JC, Luo X sareng anu sanésna. Lingkungan mikro katalis ngaropéa pikeun réduksi elektro CO2 kana produk multi-karbon nganggo palapis ionomer dua lapis dina tambaga. Énergi Nat. 2021;6(11):1026-1034. doi: 10.1038/s41560-021-00920-8
Artikel ieu dihasilkeun tina bahan di handap ieu. Catetan: Bahanna tiasa diédit pikeun panjang sareng eusi. Kanggo inpo nu leuwih lengkep, mangga ngahubungan sumber nu dicutat.
waktos pos: Nov-22-2021
