Forma li jêr dagirin û em ê guhertoya PDF-ê ya "Pêşkeftinên teknolojiya nû ji bo veguherandina karbondîoksîtê bo sotemeniya şile" ji we re bi e-nameyê bişînin.
Karbondîoksît (CO2) berhema şewitandina sotemeniyên fosîl e û gaza serayê ya herî gelemperî ye, ku dikare bi awayekî domdar dîsa veguhere sotemeniyên bikêrhatî. Rêyek sozdar ji bo veguherandina emisyonên CO2 bo madeyên xav ên sotemeniyê pêvajoyek e ku jê re kêmkirina elektroşîmyayî tê gotin. Lê ji bo ku ji hêla bazirganî ve gengaz be, pêdivî ye ku pêvajo were baştir kirin da ku hilberên dewlemend ên karbonê yên bêtir xwestî werin hilbijartin an hilberandin. Niha, wekî ku di kovara Nature Energy de hatî ragihandin, Laboratuwara Neteweyî ya Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) rêbazek nû pêşxistiye da ku rûyê katalîzatorê sifir ê ku ji bo reaksiyona alîkar tê bikar anîn baştir bike, bi vî rengî hilbijartina pêvajoyê zêde dike.
Alexis, zanyarekî payebilind ê Beşa Zanistên Kîmyewî li Laboratuwara Berkeley û profesorekî endezyariya kîmyewî li Zanîngeha Kalîforniyayê, Berkeley, got, "Her çend em dizanin ku sifir katalîzatorê herî baş e ji bo vê reaksiyonê, ew ji bo hilbera xwestî hilbijartinek bilind peyda nake." Spell got. "Tîma me dît ku hûn dikarin jîngeha herêmî ya katalîzator bikar bînin da ku hîleyên cûrbecûr bikin da ku vî rengî hilbijartin peyda bikin."
Di lêkolînên berê de, lêkolîneran şert û mercên rast danîne da ku ji bo afirandina hilberên dewlemend bi karbonê yên bi nirxa bazirganî hawîrdora elektrîkî û kîmyewî ya çêtirîn peyda bikin. Lê ev şert û merc berevajî şert û mercên ku bi xwezayî di şaneyên sotemeniyê yên tîpîk de bi karanîna materyalên guhêrbar ên li ser bingeha avê çêdibin in.
Ji bo diyarkirina sêwirana ku dikare di jîngeha ava şaneya sotemeniyê de were bikar anîn, wekî beşek ji projeya Navenda Nûbûna Enerjiyê ya Hevpeymaniya Rojê ya Şile ya Wezareta Enerjiyê, Bell û tîmê wî berê xwe dan qatek zirav a îyonomerê, ku dihêle hin molekulên barkirî (îyon) derbas bibin. Îyonên din derxînin. Ji ber taybetmendiyên wan ên kîmyewî yên pir bijartî, ew bi taybetî ji bo bandorek xurt li ser mîkrojîngehê guncan in.
Chanyeon Kim, lêkolînerekî postdoktorayê di koma Bell de û nivîskarê yekem ê gotarê, pêşniyar kir ku rûyê katalîzatorên sifir bi du îyonomerên hevpar, Nafion û Sustainion, were pêçandin. Tîmê texmîn kir ku ev yek divê hawîrdora nêzîkî katalîzatorê - tevî pH û mîqdara av û karbondîoksîtê - bi awayekî biguherîne da ku reaksiyonê ber bi hilberandina hilberên dewlemend bi karbonê ve bibe ku dikarin bi hêsanî veguherînin kîmyewiyên bikêrhatî. Berhem û sotemeniyên şil.
Lêkolîneran qatek zirav ji her îyonomer û qatek ducarî ya du îyonomeran li ser fîlmek sifir ku ji hêla materyalek polîmer ve hatî piştgirî kirin, danîn da ku fîlmek çêbikin, ku ew dikarin li nêzîkî yek dawiya şaneyek elektroşîmyayî ya bi destan hatî şekil kirin têxin. Dema ku karbondîoksît têxin nav bateriyê û voltaja bicîh bînin, wan tevahiya herikîna ku di bateriyê re derbas dibe pîvand. Dûv re wan gaz û şilava ku di dema reaksiyonê de di depoya cîran de kom bûne pîvand. Ji bo rewşa du-qatî, wan dît ku hilberên dewlemend bi karbonê ji sedî 80-ê enerjiya ku ji hêla reaksiyonê ve tê xerckirin pêk tînin - di rewşa bê pêç de ji sedî 60-ê bilindtir.
Bell got, "Ev pêçandina sendwîçê baştirîn herdu cîhanan peyda dike: hilbijandina hilberê ya bilind û çalakiya bilind." Rûyê du-qatî ne tenê ji bo hilberên dewlemend bi karbonê baş e, lê di heman demê de herikek bihêz jî çêdike, ku nîşan dide ku çalakî zêde dibe.
Lêkolîneran gihîştin wê encamê ku bersiva baştir encama rêjeya bilind a CO2-ê ye ku di pêçanê de rasterast li ser sifirê kom bûye. Wekî din, molekulên bi barekî neyînî yên ku di herêma di navbera her du îyonomeran de kom dibin dê asîdîteya herêmî ya kêmtir çêbikin. Ev kombînasyon guhertinên rêjeyan ên ku di nebûna fîlmên îyonomer de çêdibin, telafî dike.
Ji bo ku bandora reaksiyonê bêtir baştir bikin, lêkolîneran wekî rêbazek din ji bo zêdekirina CO2 û pH-ê berê xwe dan teknolojiyek ku berê hewceyî fîlmek îyonomer nake: voltaja pulsasyonî. Bi sepandina voltaja pulsasyonî li ser pêça îyonomer a du-qat, lêkolîneran li gorî sifirê bê pêç û voltaja statîk zêdebûnek 250% di hilberên dewlemend bi karbonê de bi dest xistin.
Her çend hin lêkolîner xebata xwe li ser pêşxistina katalîzatorên nû disekinin jî, kifşkirina katalîzator şert û mercên xebitandinê li ber çavan nagire. Kontrolkirina jîngehê li ser rûyê katalîzator rêbazek nû û cûda ye.
Adam Weber, endezyarekî payebilind. Zanyarên di warê teknolojiya enerjiyê de li Laboratuarên Berkeley û hev-nivîskarê gotaran, got, "Me katalîzatorek bi tevahî nû dernexist, lê me têgihîştina xwe ya kînetîka reaksiyonê bi kar anî û ev zanîn ji bo rêberiya me di hizirkirina li ser ka meriv çawa jîngeha cihê katalîzatorê diguherîne de bikar anî."
Gavê din berfirehkirina hilberîna katalîzatorên pêçayî ye. Ceribandinên pêşîn ên tîma Berkeley Lab pergalên modelên piçûk ên dûz dihewîne, ku ji avahiyên poroz ên rûbera mezin ên ku ji bo serîlêdanên bazirganî hewce ne pir hêsantir bûn. Bell got, "Sepandina pêçek li ser rûyek dûz ne dijwar e. Lê rêbazên bazirganî dikarin pêçandina topên piçûk ên sifir jî dihewînin." Zêdekirina qatek duyemîn a pêçandinê dibe dijwar. Yek îhtîmal ev e ku her du pêçan di çareserkerekê de werin tevlihevkirin û danîn, û hêvî bikin ku dema çareserker bihele ew ji hev veqetin. Ger ew nebin çi? Bell wiha encam da: "Em tenê hewce ne ku zîrektir bin." Li Kim C, Bui JC, Luo X û yên din binêre. Mîkrojîngeha katalîzatorê ya xwerû ji bo elektro-kêmkirina CO2 ji bo hilberên pir-karbonê bi karanîna pêçandina îyonomer a du-qatî li ser sifir. Nat Energy. 2021;6(11):1026-1034. doi:10.1038/s41560-021-00920-8
Ev gotar ji materyalên jêrîn hatiye wergirtin. Nîşe: Dibe ku materyal ji ber dirêjahî û naverokê hatibe sererastkirin. Ji bo bêtir agahdarî, ji kerema xwe bi çavkaniya ku hatî destnîşan kirin re têkilî daynin.
Dema weşandinê: 22 Mijdar-2021
