Fọwọsi fọọmu ti o wa ni isalẹ ati pe a yoo fi imeeli ranṣẹ si ọ ni ẹya PDF ti “Awọn ilọsiwaju imọ-ẹrọ Tuntun lati ṣe iyipada erogba oloro sinu epo olomi”
Erogba oloro (CO2) jẹ ọja ti awọn epo fosaili sisun ati gaasi eefin ti o wọpọ julọ, eyiti o le ṣe iyipada pada si awọn epo to wulo ni ọna alagbero. Ọna kan ti o ni ileri lati ṣe iyipada awọn itujade CO2 sinu ifunni idana jẹ ilana ti a pe ni idinku elekitirokemika. Ṣugbọn lati jẹ ṣiṣeeṣe ni iṣowo, ilana naa nilo lati ni ilọsiwaju lati yan tabi gbejade awọn ọja ọlọrọ carbon ti o fẹ diẹ sii. Ni bayi, gẹgẹbi a ti royin ninu iwe akọọlẹ Iseda Agbara, Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) ti ṣe agbekalẹ ọna tuntun lati mu ilọsiwaju ti dada ti ayase Ejò ti a lo fun ifasẹyin iranlọwọ, nitorinaa jijẹ yiyan ti ilana naa.
“Biotilẹjẹpe a mọ pe bàbà jẹ ayase ti o dara julọ fun iṣesi yii, ko pese yiyan giga fun ọja ti o fẹ,” Alexis sọ, onimọ-jinlẹ giga ni Sakaani ti Imọ-ẹrọ Kemikali ni Berkeley Lab ati olukọ ọjọgbọn ti imọ-ẹrọ kemikali ni Ile-ẹkọ giga. California, Berkeley. Spell sọ. “Ẹgbẹ wa rii pe o le lo agbegbe agbegbe ti ayase lati ṣe ọpọlọpọ awọn ẹtan lati pese iru yiyan.”
Ninu awọn ẹkọ iṣaaju, awọn oniwadi ti ṣeto awọn ipo deede lati pese itanna ti o dara julọ ati agbegbe kemikali fun ṣiṣẹda awọn ọja ọlọrọ carbon pẹlu iye iṣowo. Ṣugbọn awọn ipo wọnyi ni ilodi si awọn ipo ti o waye nipa ti ara ni awọn sẹẹli idana aṣoju lilo awọn ohun elo idawọle ti omi.
Lati le pinnu apẹrẹ ti o le ṣee lo ni agbegbe omi sẹẹli epo, gẹgẹ bi apakan ti iṣẹ akanṣe Ile-iṣẹ Innovation Energy ti Liquid Sunshine Alliance Liquid Sunshine ti Ile-iṣẹ Agbara, Bell ati ẹgbẹ rẹ yipada si ipele tinrin ti ionomer, eyiti o fun laaye awọn idiyele kan. molecule (ions) lati kọja nipasẹ. Yato si awọn ions miiran. Nitori awọn ohun-ini kemikali ti o yan gaan, wọn dara ni pataki fun nini ipa to lagbara lori microenvironment.
Chanyeon Kim, oniwadi postdoctoral ni ẹgbẹ Bell ati onkọwe akọkọ ti iwe naa, dabaa lati wọ dada ti awọn ayase Ejò pẹlu awọn ionomers meji ti o wọpọ, Nafion ati Sustainion. Ẹgbẹ naa ṣe idaniloju pe ṣiṣe bẹ yẹ ki o yi agbegbe ti o wa nitosi ayase-pẹlu pH ati iye omi ati carbon dioxide — ni diẹ ninu awọn ọna lati darí iṣesi lati ṣe awọn ọja ọlọrọ carbon ti o le yipada ni irọrun sinu awọn kemikali iwulo. Awọn ọja ati awọn epo epo.
Awọn oniwadi naa lo ipele tinrin ti ionomer kọọkan ati ipele ilọpo meji ti ionomers meji si fiimu bàbà ti o ni atilẹyin nipasẹ ohun elo polima lati ṣe fiimu kan, eyiti wọn le fi sii nitosi opin kan ti sẹẹli elekitiroki ti o ni ọwọ. Nigbati wọn ba nfa erogba oloro sinu batiri ati lilo foliteji, wọn wọn apapọ lọwọlọwọ ti nṣàn nipasẹ batiri naa. Lẹhinna wọn wọn gaasi ati omi ti a gba ni ibi ipamọ ti o wa nitosi lakoko iṣesi. Fun ọran Layer-meji, wọn rii pe awọn ọja ọlọrọ carbon ṣe iṣiro 80% ti agbara ti o jẹ nipasẹ iṣesi-ti o ga ju 60% ninu ọran ti a ko bo.
"Eyi ti a bo sandwich n pese ohun ti o dara julọ ti awọn mejeeji: aṣayan iṣẹ-ṣiṣe ti o ga julọ ati iṣẹ-ṣiṣe giga," Bell sọ. Ilẹ-ipo meji-Layer kii ṣe dara nikan fun awọn ọja ọlọrọ carbon, ṣugbọn o tun ṣe ina ti o lagbara ni akoko kanna, ti o nfihan ilosoke ninu iṣẹ-ṣiṣe.
Awọn oniwadi pari pe idahun ti o ni ilọsiwaju jẹ abajade ti ifọkansi giga CO2 ti a kojọpọ ninu ibora taara lori oke Ejò. Ni afikun, awọn ohun elo ti o ni agbara ni odi ti o kojọpọ ni agbegbe laarin awọn ionomers meji yoo ṣe agbejade acidity agbegbe kekere. Ijọpọ yii ṣe aiṣedeede awọn iṣowo ifọkansi ti o ṣọ lati waye ni laisi awọn fiimu ionomer.
Lati le ṣe ilọsiwaju ilọsiwaju ti iṣesi, awọn oniwadi yipada si imọ-ẹrọ ti a fihan tẹlẹ ti ko nilo fiimu ionomer bi ọna miiran lati mu CO2 ati pH pọ si: foliteji pulsed. Nipa lilo foliteji pulsed si ibora ionomer ilọpo-Layer, awọn oniwadi ṣaṣeyọri 250% ilosoke ninu awọn ọja ọlọrọ carbon ni akawe si bàbà ti a ko bo ati foliteji aimi.
Botilẹjẹpe diẹ ninu awọn oniwadi ṣe idojukọ iṣẹ wọn lori idagbasoke ti awọn olutọpa tuntun, wiwa ti ayase naa ko ṣe akiyesi awọn ipo iṣẹ. Ṣiṣakoso agbegbe lori aaye ayase jẹ ọna tuntun ati oriṣiriṣi.
Adam Weber, ẹlẹrọ agba kan sọ pe “A ko wa pẹlu ayase tuntun patapata, ṣugbọn lo oye wa ti awọn kinetics ifaseyin ati lo imọ yii lati ṣe itọsọna wa ni ironu nipa bi a ṣe le yi agbegbe ti aaye ayase naa pada,” ni Adam Weber, ẹlẹrọ agba kan sọ. Awọn onimo ijinlẹ sayensi ni aaye ti imọ-ẹrọ agbara ni Awọn ile-iṣẹ Berkeley ati akọwe-iwe ti awọn iwe.
Igbesẹ ti o tẹle ni lati faagun iṣelọpọ ti awọn ayase ti a bo. Awọn adanwo alakoko ti ẹgbẹ Berkeley Lab kan pẹlu awọn ọna ṣiṣe awoṣe alapin kekere, eyiti o rọrun pupọ ju awọn ẹya la kọja agbegbe nla ti o nilo fun awọn ohun elo iṣowo. “Ko ṣoro lati lo ibora kan lori ilẹ alapin kan. Ṣugbọn awọn ọna iṣowo le kan bo awọn boolu bàbà kekere,” Bell sọ. Fifi a keji Layer ti a bo di nija. O ṣeeṣe kan ni lati dapọ ati fi awọn aṣọ-ideri meji pamọ sinu epo, ati nireti pe wọn yapa nigbati epo ba yọ kuro. Ti wọn ko ba ṣe nko? Bell pari: “A kan nilo lati jẹ ọlọgbọn.” Tọkasi Kim C, Bui JC, Luo X ati awọn miiran. microenvironment ayase adani fun elekitiro-idinku ti CO2 si olona-erogba awọn ọja lilo ni ilopo-Layer ionomer bo lori Ejò. Agbara Nat. 2021; 6 (11): 1026-1034. doi:10.1038/s41560-021-00920-8
Nkan yii ni a tun ṣe lati inu ohun elo atẹle. Akiyesi: Ohun elo naa le ti jẹ satunkọ fun gigun ati akoonu. Fun alaye diẹ sii, jọwọ kan si orisun ti a tọka.
Akoko ifiweranṣẹ: Oṣu kọkanla-22-2021
