Бу мәкалә Science X редакция процедуралары һәм сәясәте нигезендә каралды. Редакторлар эчтәлекнең бөтенлеген тәэмин иткәндә түбәндәге сыйфатларга басым ясадылар:
Углекислый газ (CO2) Җирдәге тормыш өчен мөһим ресурс та, глобаль җылынуга өлеш кертә торган парник газы да. Бүгенге көндә галимнәр углекислый газны яңартыла торган, аз углеродлы ягулыклар һәм югары бәяле химик продуктлар җитештерү өчен өметле ресурс буларак өйрәнәләр.
Тикшеренүчеләр өчен бурыч - углекислый газны углерод монооксиды, метанол яки кумурска кислотасы кебек югары сыйфатлы углерод арадаш матдәләренә әйләндерүнең нәтиҗәле һәм экономияле ысулларын билгеләү.
Милли Яңартыла торган Энергия Лабораториясеннән (NREL) К.К. Нойерлин җитәкчелегендәге тикшеренү төркеме һәм Аргонн Милли Лабораториясе һәм Оак-Ридж Милли Лабораториясе хезмәткәрләре бу проблемага өметле чишелеш таптылар. Команда югары энергия нәтиҗәлелеге һәм чыдамлыгы белән яңартыла торган электр энергиясен кулланып, углекислый газдан кумурска кислотасы җитештерү өчен конверсия ысулын эшләде.
"Углерод диоксидын кумурска кислотасына нәтиҗәле электрохимик әйләндерү өчен масштабланырлык мембрана электродлары җыю архитектурасы" дип аталган тикшеренү Nature Communications журналында басылып чыкты.
Кырмыска кислотасы - киң кулланылышлы химик арадаш продукт, бигрәк тә химия яки биология сәнәгатендә чимал буларак. Кырмыска кислотасы шулай ук ​​чиста авиация ягулыгына биотазарту өчен чимал буларак та ачыкланган.
Электролитик күзәнәккә электр потенциалы бирелгәндә, CO2 электролизы нәтиҗәсендә CO2 химик арадаш матдәләргә, мәсәлән, кумурска кислотасына яки этилен кебек молекулаларга әйләнә.
Электролизердагы мембрана-электрод җыелмасы (MEA) гадәттә электрокатализатор һәм ион үткәрүче полимердан торган ике электрод арасына урнаштырылган ион үткәрүче мембранадан (катион яки анион алмашу мембранасы) тора.
Команданың ягулык элементлары технологияләре һәм водород электролизы өлкәсендәге тәҗрибәсен кулланып, алар электролит элементларында берничә MEA конфигурациясен өйрәнделәр, CO2-ның кубыз кислотасына электрохимик редукциясен чагыштырдылар.
Төрле конструкцияләрнең уңышсызлык анализына нигезләнеп, команда гамәлдәге материал җыелмаларының чикләүләрен, аеруча хәзерге анион алмашу мембраналарында ионнарны кире кагу булмавын файдаланырга һәм гомуми система дизайнын гадиләштерергә тырышты.
NREL компаниясеннән К.С. Нейерлин һәм Лейминг Ху тарафыннан уйлап табылган MEA электролизеры яңа перфорацияләнгән катион алмашу мембранасын кулланып эшләнгән. Бу перфорацияләнгән мембрана тотрыклы, югары селектив кубыз кислотасы җитештерүне тәэмин итә һәм әзер компонентларны кулланып дизайнны гадиләштерә.
"Бу тикшеренү нәтиҗәләре корыч кислотасы кебек органик кислоталарның электрохимик җитештерүендә парадигма үзгәрешен күрсәтә", - диде автордаш Нейерлин. "Тешерелгән мембрана структурасы элеккеге конструкцияләрнең катлаулылыгын киметә һәм шулай ук ​​башка электрохимик углерод диоксидын үзгәртү җайланмаларының энергия нәтиҗәлелеген һәм ныклыгын яхшырту өчен дә кулланылырга мөмкин."
Теләсә нинди фәнни ачыштагы кебек үк, чыгым факторларын һәм икътисади мөмкинлекләрне аңлау мөһим. NREL тикшеренүчеләре Чже Хуан һәм Тао Лин төрле бүлекләрдә эшләп, бүгенге сәнәгать кумурска кислотасы җитештерү процесслары белән чыгымнар паритетына ирешү юлларын ачыклаган техник-икътисади анализ тәкъдим иттеләр, анда яңартыла торган электр энергиясенең бәясе киловатт-сәгать өчен 2,3 цент яки аннан да түбәнрәк булганда.
"Команда бу нәтиҗәләргә коммерциядә кулланыла торган катализаторлар һәм полимер мембрана материалларын кулланып иреште, шул ук вакытта заманча ягулык элементлары һәм водород электролизы җайланмаларының масштаблану мөмкинлеген кулланучы MEA дизайнын булдырды", - диде Нейерлин.
"Бу тикшеренү нәтиҗәләре яңартыла торган электр энергиясе һәм водород кулланып, углекислый газны ягулыкка һәм химик матдәләргә әйләндерергә ярдәм итә ала, масштаблаштыруга һәм коммерцияләштерүгә күчүне тизләтә ала."
Электрохимик үзгәртү технологияләре NRELның "Электроннардан молекулаларга" программасының төп элементы булып тора, ул киләсе буын яңартыла торган водородка, ягулыктан нульгә, химик матдәләргә һәм электр белән идарә ителә торган процесслар өчен материалларга юнәлтелгән.
"Безнең программа яңартыла торган электр энергиясен кулланып, углекислый газ һәм су кебек молекулаларны энергия чыганаклары булып хезмәт итә алырлык кушылмаларга әйләндерү юлларын өйрәнә", - диде NREL компаниясенең электрон күчерү һәм/яки ягулык җитештерү яки химик матдәләр өчен прекурсорлар стратегиясе директоры Рэнди Кортрайт."
"Бу электрохимик конверсия тикшеренүләре төрле электрохимик конверсия процессларында кулланылырга мөмкин булган ачыш бирә, һәм без бу төркемнән тагын да өметлерәк нәтиҗәләр көтәбез."
Өстәмә мәгълүмат: Лейминг Ху һ.б., CO2-ны кумырска кислотасына нәтиҗәле электрохимик әйләндерү өчен масштабланырлык мембрана электродлары җыю архитектурасы, Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-43409-6
Әгәр дә сез орфографик хата, төгәлсезлек белән очрашсагыз яки бу биттә эчтәлекне үзгәртү үтенечен җибәрергә теләсәгез, зинһар, бу форманы кулланыгыз. Гомуми сораулар өчен безнең элемтә формасын кулланыгыз. Гомуми фикер алышу өчен, астагы җәмәгатьчелек комментарийлар бүлеген кулланыгыз (күрсәтмәләрне үтәгез).
Сезнең фикерегез безнең өчен бик мөһим. Ләкин, хәбәрләрнең күләме күп булу сәбәпле, без шәхси җавап бирүне гарантияли алмыйбыз.
Сезнең электрон почта адресыгыз хатны кем җибәргәнен алучыларга хәбәр итү өчен генә кулланыла. Сезнең адресыгыз да, алучының адресы да башка максатларда кулланылмаячак. Сез керткән мәгълүмат сезнең электрон почтагызда күренәчәк һәм Tech Xplore тарафыннан бернинди формада да сакланмаячак.
Бу вебсайт навигацияне җиңеләйтү, безнең хезмәтләрне куллануыгызны анализлау, реклама шәхсиләштерү мәгълүматларын җыю һәм өченче яктан контент тәкъдим итү өчен cookie файлларын куллана. Безнең вебсайтны куллану белән сез безнең Конфиденциальлек сәясәтен һәм Куллану шартларын укыганыгызны һәм аңлаганыгызны раслыйсыз.