Forma jêrîn dagirin û em ê guhertoya PDF-ya "Pêşveçûnên teknolojiya nû ji bo veguheztina karbondîoksîtê li sotemeniya şil" ji we re bi e-nameyê bişînin.
Karbondîoksîtê (CO2) hilbera şewitandina sotemeniyên fosîl û gaza serayê ya herî gelemperî ye, ku dikare bi rengekî domdar vegere sotemeniyên kêrhatî. Yek awayek sozdar a veguheztina emîsyonên CO2-ê li xwarina sotemeniyê pêvajoyek e ku jê re kêmkirina elektrokîmyayî tê gotin. Lê ji bo ku ji hêla bazirganî ve bikêr be, pêdivî ye ku pêvajo were baştir kirin da ku hilberên dewlemend ên karbonê yên bêtir xwestin hilbijêrin an hilberînin. Naha, wekî ku di kovara Nature Energy de hate ragihandin, Laboratoriya Neteweyî ya Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) rêbazek nû pêşxistiye da ku rûyê katalîzatorê sifir ku ji bo reaksiyona alîkar tê bikar anîn baştir bike, bi vî rengî hilbijartiya pêvajoyê zêde dike.
"Tevî ku em dizanin ku sifir baştirîn katalîzator e ji bo vê reaksiyonê, ew hilbijartiyek bilind ji bo hilbera xwestî peyda nake," Alexis, zanyarê payebilind li Beşa Zanistên Kîmyayî li Berkeley Lab û profesorek endezyariya kîmyewî li Zanîngehê got. of California, Berkeley. Spell got. "Tîma me dît ku hûn dikarin hawîrdora herêmî ya katalîzatorê bikar bînin da ku cûrbecûr hîleyan bikin da ku vî rengî hilbijartî peyda bikin."
Di lêkolînên berê de, lêkolîneran şert û mercên rastîn ava kirin da ku ji bo afirandina hilberên dewlemend ên karbonê yên bi nirxa bazirganî çêtirîn hawîrdora elektrîkî û kîmyewî peyda bikin. Lê van şert û mercan berevajî şert û mercên ku bi xwezayî di hucreyên sotemeniyê yên tîpîk de bi karanîna materyalên guhezbar ên bingeh-avê pêk tê.
Ji bo destnîşankirina sêwirana ku dikare di hawîrdora ava hucreya sotemeniyê de were bikar anîn, wekî beşek ji projeya Navenda Nûvekirina Enerjiyê ya Hevbendiya Sunshine Liquid Sunshine ya Wezareta Enerjiyê, Bell û ekîba wî zivirî ser qatek zirav a ionomer, ku destûrê dide hin bargiran. molekul (îyon) ku tê de derbas dibin. Îyonên din derxînin. Ji ber taybetmendiyên xwe yên kîmyewî yên pir bijartî, ew bi taybetî ji bo ku bandorek xurt li ser mîkrojîngehê hebe minasib in.
Chanyeon Kim, lêkolînerê postdoktorayê di koma Bell de û nivîskarê yekem ê kaxezê, pêşniyar kir ku rûyê katalîzatorên sifir bi du ionomerên hevpar, Nafion û Sustainion, were pêçandin. Tîmê hîpotez kir ku bi kirina vê yekê divê hawîrdora nêzî katalîzatorê biguhezîne - di nav de pH û mîqdara av û karbondîoksîtê - bi rengekî rêvekirina reaksiyonê ji bo hilberîna hilberên dewlemend ên karbonê ku dikarin bi hêsanî veguhezînin kîmyewiyên bikêr. Berhem û sotemeniyên şil.
Lekolînwanan tebeqek tenik ji her înomerê û qatek ducar ji du înomeran li ser fîlimek sifir a ku ji hêla materyalek polîmer ve hatî piştgirî kirin bicîh kirin da ku fîlimek çêbikin, ku ew dikarin têxin nêzîkî yek dawiya şaneyek elektrokîmyayî ya bi destan. Dema ku karbondîoksîtê di pîlê de derdixin û voltajê didin sepandin, wan tevaya niha ya ku di pîlê re diherike pîvandin. Dûv re wan gaz û şilava ku di dema reaksiyonê de li depoya cîran hatî berhev kirin pîvandin. Ji bo doza du qat, wan dît ku hilberên dewlemend ên karbonê ji% 80 ê enerjiya ku ji hêla reaksiyonê ve hatî xerc kirin-ji% 60-ê di doza neqelandî de bilindtir e.
Bell got: "Ev pêlava sandwichê ji her du cîhanan çêtirîn peyda dike: Hilbijartina hilbera bilind û çalakiya bilind." Rûyê du qat ne tenê ji bo hilberên dewlemend ên karbonê baş e, lê di heman demê de herikînek bihêz jî çêdike, ku zêdebûna çalakiyê destnîşan dike.
Lekolînwanan encam dan ku berteka çêtir encama tansiyona bilind a CO2 ya ku di cilê de rasterast li ser sifirê hatî berhev kirin bû. Wekî din, molekulên barkirî yên neyînî yên ku li herêma di navbera her du ionomeran de kom dibin dê asîdiya herêmî kêmtir hilberînin. Ev kombînasyona bazirganiya giraniyê ya ku di nebûna fîlimên ionomer de çêdibe, derdixe.
Ji bo ku bêtir kargêriya reaksiyonê baştir bikin, lêkolîner berê xwe dan teknolojiyek berê îsbatkirî ku pêdivî bi fîlimek ionomer nake wekî rêbazek din ji bo zêdekirina CO2 û pH: voltaja pêlkirî. Bi sepandina voltaja pêlkirî li ser pêlava ionomer a du-tebeq, lêkolîner li gorî sifirê neqişandî û voltaja statîk 250% zêdebûnek di hilberên dewlemend ên karbonê de bi dest xistin.
Her çend hin lêkolîner xebatên xwe li ser pêşxistina katalîzatorên nû disekinin jî, vedîtina katalîzatorê şert û mercên xebatê li ber çavan nagire. Kontrolkirina jîngehê li ser rûyê katalîzatorê rêbazek nû û cûda ye.
Adam Weber, endezyarek payebilind, got: "Me katalîzatorek bi tevahî nû dernexist, lê têgihîştina xwe ya kînetîka reaksiyonê bikar anî û ev zanîn bikar anî da ku em rêberiyê bikin ka meriv çawa jîngeha cîhê katalîzatorê biguhezîne." Zanyarên di warê teknolojiya enerjiyê de li Berkeley Laboratories û hev-nivîskarê kaxezan.
Pêngava paşîn berfirehkirina hilberîna katalîzatorên pêçandî ye. Ceribandinên pêşîn ên tîmê Berkeley Lab pergalên modela piçûk ên daîre, yên ku ji strukturên poroz ên qadeke mezin ên ku ji bo sepanên bazirganî hewce ne pir sadetir bûn. "Ne zehmet e ku meriv li ser rûxek zexm lêdanek çêbike. Lê metodên bazirganî dibe ku pêxistina topên sifir ên piçûk tev bigerin, "Bell got. Zêdekirina tebeqeya duyemîn a kincê dijwar dibe. Yek îhtîmalek ev e ku meriv her du rengan bi hev re di nav halekî de bihelîne û bihêle, û hêvî dikin ku ew ji hev veqetin dema ku solvan diherike. Heke ew nekin? Bell bi dawî kir: "Em tenê hewce ne ku biaqiltir bin." Kim C, Bui JC, Luo X û yên din binihêrin. Mîkro-hawirdora katalîzatorê xwerû ji bo elektro-kêmkirina CO2 ber bi hilberên pir-karbonê ve bi karanîna pêlava ionomer a du-tebeq a li ser sifir. Nat Energy. 2021; 6 (11): 1026-1034. doi:10.1038/s41560-021-00920-8
Ev gotar ji materyalê jêrîn tê hilberandin. Nîşe: Dibe ku materyal ji bo dirêjî û naverokê hatî sererast kirin. Ji bo bêtir agahdarî, ji kerema xwe bi çavkaniya navborî re têkilî daynin.
Dema şandinê: Nov-22-2021
