ניו טעכנאָלאָגיע ימפּרוווז די קאַנווערזשאַן פון טשאַד דייאַקסייד אין פליסיק ברענוואַרג

פּלאָמבירן די פאָרעם אונטן און מיר וועלן שיקן איר די פּדף ווערסיע פון ​​"ניו טעכנאָלאָגיע ימפּרווומאַנץ צו גער טשאַד דייאַקסייד אין פליסיק ברענוואַרג"
קאַרבאָן דייאַקסייד (CO2) איז דער פּראָדוקט פון ברענען פאַסאַל פיואַלז און די מערסט פּראָסט אָראַנזשעריי גאַז, וואָס קענען זיין קאָנווערטעד צוריק אין נוציק פיואַלז אויף אַ סאַסטיינאַבאַל שטייגער. איין פּראַמאַסינג וועג צו גער CO2 ימישאַנז אין ברענוואַרג פידז איז אַ פּראָצעס גערופן עלעקטראָטשעמיקאַל רעדוקציע. אָבער צו זיין קאמערשעל ווייאַבאַל, דער פּראָצעס דאַרף זיין ימפּרוווד צו אויסקלייַבן אָדער פּראָדוצירן מער געוואלט טשאַד-רייַך פּראָדוקטן. איצט, ווי געמאלדן אין דער זשורנאַל Nature Energy, Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) האט דעוועלאָפּעד אַ נייַע אופֿן צו פֿאַרבעסערן די ייבערפלאַך פון די קופּער קאַטאַליסט געניצט פֿאַר אַגזיליערי אָפּרוף, און דערמיט ינקריסינג די סעלעקטיוויטי פון דעם פּראָצעס.
"כאָטש מיר וויסן אַז קופּער איז דער בעסטער קאַטאַליסט פֿאַר דעם אָפּרוף, עס טוט נישט צושטעלן הויך סעלעקטיוויטי פֿאַר די געבעטן פּראָדוקט," האט געזאגט אַלעקסיס, אַ עלטער געלערנטער אין די דעפּאַרטמענט פון כעמישער ססיענסעס אין בערקלי לאַב און אַ פּראָפעסאָר פון כעמישער אינזשעניריע אין אוניווערסיטעט. פון קאַליפאָרניאַ, בערקלי. ספּעלל געזאגט. "אונדזער מאַנשאַפֿט געפונען אַז איר קענען נוצן די היגע סוויווע פון ​​​​די קאַטאַליסט צו טאָן פאַרשידן טריקס צו צושטעלן דעם מין פון סעלעקטיוויטי."
אין פריערדיקן שטודיום, ריסערטשערז האָבן געגרינדעט גענוי טנאָים צו צושטעלן די בעסטער עלעקטריקאַל און כעמישער סוויווע פֿאַר קריייטינג טשאַד-רייַך פּראָדוקטן מיט געשעפט ווערט. אבער די באדינגונגען זענען פאַרקערט צו די באדינגונגען וואָס געוויינטלעך פאַלן אין טיפּיש ברענוואַרג סעלז ניצן וואַסער-באזירט קאַנדאַקטיוו מאַטעריאַלס.
כּדי צו באַשטימען דעם פּלאַן וואָס קענען ווערן גענוצט אין די ברענוואַרג צעל וואַסער סוויווע, ווי אַ טייל פון די ענערגיע יננאָוואַטיאָן צענטער פּרויעקט פון דער מיניסטעריום פון ענערגיע ס ליקוויד סאַנשיין אַלליאַנסע, בעל און זיין קאָלעקטיוו ווענדן צו אַ דין פּלאַסט פון יאָנאָמער, וואָס אַלאַוז זיכער אָפּצאָל. מאַלאַקיולז (יאַנז) צו פאָרן דורך. ויסשליסן אנדערע ייאַנז. רעכט צו זייער סעלעקטיוו כעמישער פּראָפּערטיעס, זיי זענען דער הויפּט פּאַסיק פֿאַר אַ שטאַרק פּראַל אויף די מיקראָענוויראָנמענט.
Chanyeon Kim, אַ פּאָסטדאָקטאָראַל פאָרשער אין דער בעל גרופּע און דער ערשטער מחבר פון דעם פּאַפּיר, פארגעלייגט צו דעקן די ייבערפלאַך פון קופּער קאַטאַליסץ מיט צוויי פּראָסט יאָנאָמערז, Nafion און Sustainion. די מאַנשאַפֿט כייפּאַטאַסייזד אַז דאָס זאָל טוישן די סוויווע לעבן די קאַטאַליסט - אַרייַנגערעכנט די ף און די סומע פון ​​​​וואַסער און טשאַד דייאַקסייד - אין עטלעכע וועג צו פירן די אָפּרוף צו פּראָדוצירן טשאַד-רייַך פּראָדוקטן וואָס קענען זיין לייכט קאָנווערטעד אין נוציק קעמיקאַלז. פּראָדוקטן און פליסיק פיואַלז.
די ריסערטשערז האָבן געווענדט אַ דין שיכטע פון ​​יעדער יאָנאָמער און אַ טאָפּל שיכטע פון ​​​​צוויי יאָנאָמערס צו אַ קופּער פילם געשטיצט דורך אַ פּאָלימער מאַטעריאַל צו פאָרעם אַ פילם, וואָס זיי קען אַרייַנלייגן לעבן איין עק פון אַ האַנט-שייפּט עלעקטראָטשעמיקאַל צעל. ווען ינדזשעקטינג טשאַד דייאַקסייד אין די באַטאַרייע און אַפּלייינג וואָולטידזש, זיי געמאסטן די גאַנץ קראַנט פלאָוינג דורך די באַטאַרייע. דערנאָך זיי געמאסטן די גאַז און פליסיק געזאמלט אין די שכייניש רעזערוווואַר בעשאַס דער אָפּרוף. פֿאַר די צוויי-שיכטע פאַל, זיי געפונען אַז טשאַד-רייַך פּראָדוקטן אַקאַונאַד פֿאַר 80% פון די ענערגיע קאַנסומד דורך די אָפּרוף - העכער ווי 60% אין די ונקאָאַטעד פאַל.
"דער סענדוויטש קאָוטינג גיט די בעסטער פון ביידע וועלטן: הויך פּראָדוקט סעלעקטיוויטי און הויך טעטיקייט," בעל געזאגט. די טאָפּל-שיכטע ייבערפלאַך איז נישט בלויז גוט פֿאַר טשאַד-רייַך פּראָדוקטן, אָבער אויך דזשענערייץ אַ שטאַרק קראַנט אין דער זעלביקער צייט, וואָס ינדיקייץ אַ פאַרגרעסערן אין טעטיקייט.
די ריסערטשערז געפונען אַז די ימפּרוווד ענטפער איז געווען דער רעזולטאַט פון די הויך CO2 קאַנסאַנטריישאַן אַקיומיאַלייטיד אין די קאָוטינג גלייַך אויף שפּיץ פון די קופּער. אין דערצו, נעגאַטיוו טשאַרדזשינג מאַלאַקיולז וואָס אַקיומיאַלייט אין דער געגנט צווישן די צוויי יאָנאָמערס וועט פּראָדוצירן נידעריקער היגע אַסידאַטי. די קאָמבינאַציע אָפסעץ די קאַנסאַנטריישאַן האַנדל-אָפס וואָס טענד צו פאַלן אין דער אַוועק פון יאָנאָמער פילמס.
אין סדר צו ווייַטער פֿאַרבעסערן די עפעקטיווקייַט פון דער אָפּרוף, די ריסערטשערז ווענדן צו אַ פריער פּראָווען טעכנאָלאָגיע וואָס טוט נישט דאַרפן אַ יאָנאָמער פילם ווי אן אנדער אופֿן צו פאַרגרעסערן CO2 און ף: פּולסעד וואָולטידזש. דורך אַפּלייינג פּולסעד וואָולטידזש צו די טאָפּל-שיכטע יאָנאָמער קאָוטינג, די ריסערטשערז אַטשיווד אַ 250% פאַרגרעסערן אין טשאַד-רייַך פּראָדוקטן קאַמפּערד מיט אַנקאָוטאַד קופּער און סטאַטיק וואָולטידזש.
כאָטש עטלעכע ריסערטשערז פאָקוס זייער אַרבעט אויף דער אַנטוויקלונג פון נייַ קאַטאַליסץ, די ופדעקונג פון די קאַטאַליסט טוט נישט נעמען אין חשבון אַפּערייטינג באדינגונגען. קאַנטראָולינג די סוויווע אויף די קאַטאַליסט ייבערפלאַך איז אַ נייַע און אַנדערש אופֿן.
"מיר האָבן נישט געפֿונען אַ גאָר נייַע קאַטאַליסט, אָבער געוויינט אונדזער פארשטאנד פון אָפּרוף קינעטיק און געוויינט דעם וויסן צו פירן אונדז אין טראכטן וועגן ווי צו טוישן די סוויווע פון ​​​​די קאַטאַליסט פּלאַץ," האט געזאגט Adam Weber, אַ עלטער ינזשעניר. ססיענטיסץ אין די פעלד פון ענערגיע טעכנאָלאָגיע אין בערקלי לאַבאָראַטאָריעס און קאָ-מחבר פון צייטונגען.
דער ווייַטער שריט איז צו יקספּאַנד די פּראָדוקציע פון ​​קאָוטאַד קאַטאַליסץ. די פּרילימאַנערי יקספּעראַמאַנץ פון די בערקלי לאַב מאַנשאַפֿט ינוואַלווד קליין פלאַך מאָדעל סיסטעמען, וואָס זענען געווען פיל סימפּלער ווי די גרויס-שטח פּאָרעז סטראַקטשערז פארלאנגט פֿאַר געשעפט אַפּלאַקיישאַנז. "עס איז נישט שווער צו צולייגן אַ קאָוטינג אויף אַ פלאַך ייבערפלאַך. אָבער געשעפט מעטהאָדס קען אַרייַנציען קאָוטינג קליינטשיק קופּער באַללס, "בעל געזאגט. אַדינג אַ צווייט שיכטע פון ​​קאָוטינג ווערט טשאַלאַנדזשינג. איין מעגלעכקייט איז צו מישן און אַוועקלייגן די צוויי קאָוטינגז צוזאַמען אין אַ סאַלוואַנט, און האָפֿן אַז זיי צעשיידן ווען די סאַלוואַנט יוואַפּערייץ. וואָס אויב זיי טאָן ניט? בעל האָט געענדיקט: "מיר דאַרפֿן נאָר זיין סמאַרטער." אָפּשיקן צו Kim C, Bui JC, Luo X און אנדערע. קאַסטאַמייזד קאַטאַליסט מיקראָענוויראָנמענט פֿאַר עלעקטראָ-רעדוקציע פון ​​CO2 צו מאַלטי-טשאַד פּראָדוקטן ניצן טאָפּל-שיכטע יאָנאָמער קאָוטינג אויף קופּער. נאַט ענערגיע. 2021; 6(11):1026-1034. דוי: 10.1038/s41560-021-00920-8
דער אַרטיקל איז ריפּראַדוסט פון די פאלגענדע מאַטעריאַל. באַמערקונג: דער מאַטעריאַל קען זיין עדיטיד פֿאַר לענג און אינהאַלט. פֿאַר מער אינפֿאָרמאַציע, ביטע קאָנטאַקט די סייטאַד מקור.