נייע טעכנאָלאָגיע פֿאַרבעסערט די קאַנווערזשאַן פון טשאַד דייאַקסייד אין פליסיק ברענשטאָף

פֿילט אויס דעם פֿאָרמולאַר אונטן און מיר וועלן אײַך שיקן די PDF ווערסיע פֿון "נײַע טעכנאָלאָגיע פֿאַרבעסערונגען צו פֿאַרוואַנדלען קוילן דייאַקסײַד אין פֿליסיקן ברענשטאָף" דורך אימעיל.
קוילן דייאַקסייד (CO2) איז דער פּראָדוקט פון ברענען פאַסאַל ברענשטאָפֿן און דער מערסט געוויינטלעכער גרין־הויז גאַז, וואָס קען ווערן צוריקגעקערט אין נוצלעכע ברענשטאָפֿן אויף אַ סאַסטיינאַבאַלן שטייגער. איין פּראָמיסינג וועג צו קאָנווערטירן CO2 ימישאַנז אין ברענשטאָף רוי מאַטעריאַל איז אַ פּראָצעס גערופן עלעקטראָכעמישע רעדוקציע. אָבער כּדי צו זיין קאמערציעל לעבנספֿעיִק, דאַרף דער פּראָצעס ווערן פֿאַרבעסערט כּדי צו סעלעקטירן אָדער פּראָדוצירן מער געוואונטשענע קוילן־רייכע פּראָדוקטן. איצט, ווי באַריכטעט אין דער זשורנאַל נאַטור ענערגיע, האָט לאָראַנס בערקלי נאַציאָנאַלער לאַבאָראַטאָריע (בערקלי לאַב) אַנטוויקלט אַ נייע מעטאָדע צו פֿאַרבעסערן די ייבערפלאַך פֿון דעם קופּער קאַטאַליסט געניצט פֿאַר דער הילפֿס־רעאַקציע, דערמיט פֿאַרגרעסערנדיק די סעלעקטיוויטעט פֿון דעם פּראָצעס.
"כאָטש מיר ווייסן אַז קופּער איז דער בעסטער קאַטאַליסט פֿאַר דעם רעאַקציע, גיט עס נישט קיין הויכע סעלעקטיוויטעט פֿאַר דעם געוואונטשענעם פּראָדוקט," האָט געזאָגט אַלעקסיס, אַ עלטערער וויסנשאַפֿטלער אין דער דעפּאַרטמענט פֿון כעמישע וויסנשאַפֿטן אין בערקלי לאַב און אַ פּראָפֿעסאָר פֿון כעמישע אינזשעניריע אין דער אוניווערסיטעט פֿון קאַליפֿאָרניע, בערקלי. ספּעל האָט געזאָגט. "אונדזער מאַנשאַפֿט האָט געפֿונען אַז מען קען נוצן די לאָקאַלע סבֿיבֿה פֿון קאַטאַליסט צו טאָן פֿאַרשידענע טריקס צו צושטעלן דעם סאָרט סעלעקטיוויטעט."
אין פריערדיגע שטודיעס, האבן פארשער אויפגעשטעלט גענויע באדינגונגען צו צושטעלן די בעסטע עלעקטרישע און כעמישע סביבה פארן שאפן קוילן-רייכע פראדוקטן מיט קאמערציעלע ווערט. אבער די באדינגונגען זענען פארקערט צו די באדינגונגען וואס פאסירן נאטירלעך אין טיפישע ברענשטאף צעלן וואס ניצן וואסער-באזירטע קאנדוקטיוו מאטעריאלן.
כּדי צו באַשטימען דעם פּלאַן וואָס קען גענוצט ווערן אין דער ברענשטאָף צעל וואַסער סביבה, אַלס טייל פֿון דעם ענערגיע ינאָוואַציע צענטער פּראָיעקט פֿון דעם מיניסטעריום פֿון ענערגיע'ס ליקוויד סאַנשיין אַליאַנס, האָבן בעל און זיין מאַנשאַפֿט זיך געוואָנדן צו אַ דין שיכט פֿון יאָנאָמער, וואָס דערלויבט געוויסע געלאָדענע מאָלעקולן (יאָנען) דורכצוגיין. אויסשליסן אַנדערע יאָנען. צוליב זייערע העכסט סעלעקטיווע כעמישע אייגנשאַפֿטן, זענען זיי באַזונדערס פּאַסיק פֿאַר האָבן אַ שטאַרקע השפּעה אויף דער מיקראָ-סביבה.
טשאַניעאָן קים, אַ פּאָסטדאָקטאָראַלער פאָרשער אין דער בעל גרופּע און דער ערשטער מחבר פֿון דער אַרבעט, האָט פֿאָרגעלייגט צו באַדעקן די ייבערפֿלאַך פֿון קופּער קאַטאַליסטן מיט צוויי געוויינטלעכע יאָנאָמערן, נאַפֿיאָן און סאַסטייניאָן. די מאַנשאַפֿט האָט געשטעלט די היפּאָטעזע אַז דאָס זאָל ענדערן די סבֿיבֿה לעבן דעם קאַטאַליסטן — אַרײַנגערעכנט דעם pH און די מאָס וואַסער און קוילן דייאַקסייד — אויף אַ געוויסן אופֿן צו ריכטן די רעאַקציע צו פּראָדוצירן קוילן-רײַכע פּראָדוקטן וואָס קענען לייכט פֿאַרוואַנדלט ווערן אין נוצלעכע כעמיקאַלן. פּראָדוקטן און פֿליסיקע ברענשטאָפֿן.
די פֿאָרשער האָבן אָנגעווענדט אַ דין שיכט פֿון יעדן יאָנאָמער און אַ טאָפּלטע שיכט פֿון צוויי יאָנאָמערן צו אַ קופּער פֿילם געשטיצט פֿון אַ פּאָלימער מאַטעריאַל צו שאַפֿן אַ פֿילם, וואָס זיי קענען אַרײַנשטעלן לעבן איין עק פֿון אַ האַנט-פֿאָרמיקער עלעקטראָכעמישער צעל. ווען מען האָט אַרײַנגעשפּריצט קוילן-דיאָקסיד אין דער באַטעריע און אָנגעווענדט וואָולטאַזש, האָבן זיי געמאָסטן דעם גאַנצן קראַנט וואָס פֿליסט דורך דער באַטעריע. דערנאָך האָבן זיי געמאָסטן דעם גאַז און פֿליסיקייט וואָס זענען געזאַמלט געוואָרן אין דעם דערנעבן-רעזערוואַר בעת דער רעאַקציע. פֿאַר דעם צוויי-שיכטיקן פֿאַל, האָבן זיי געפֿונען אַז קוילן-רײַכע פּראָדוקטן האָבן אויסגעמאַכט 80% פֿון דער ענערגיע פֿאַרברויכט דורך דער רעאַקציע - העכער ווי 60% אין דעם נישט-באַדעקטע פֿאַל.
"די סענדוויטש קאָוטינג גיט דאָס בעסטע פֿון ביידע וועלטן: הויכע פּראָדוקט סעלעקטיוויטעט און הויכע אַקטיוויטעט," האָט בעל געזאָגט. די טאָפּל-שיכטיקע ייבערפלאַך איז נישט נאָר גוט פֿאַר קאַרבאָן-רייכע פּראָדוקטן, נאָר אויך דזשענערירט אַ שטאַרקן שטראָם אין דער זעלבער צייט, וואָס ווײַזט אויף אַ פאַרגרעסערונג אין אַקטיוויטעט.
די פֿאָרשער האָבן געפֿונען אַז די פֿאַרבעסערטע רעאַקציע איז געווען דער רעזולטאַט פֿון דער הויכער CO2 קאָנצענטראַציע וואָס האָט זיך אָנגעזאַמלט אין דער באַדעקונג גלייך אויף שפּיץ פֿון דעם קופּער. דערצו, נעגאַטיוו געלאָדענע מאָלעקולן וואָס אָנזאַמלען זיך אין דער געגנט צווישן די צוויי יאָנאָמערן וועלן פּראָדוצירן אַ נידעריקערע לאָקאַלע זויערקייט. די קאָמבינאַציע פֿאַרגלייכט די קאָנצענטראַציע קאָמפּראָמיסן וואָס טענדירן צו פּאַסירן אָן יאָנאָמער פֿילמען.
כּדי ווייטער צו פֿאַרבעסערן די עפֿעקטיווקייט פֿון דער רעאַקציע, האָבן די פֿאָרשער זיך געוואָנדן צו אַ פֿריִער באַוויזענער טעכנאָלאָגיע וואָס דאַרף נישט קיין יאָנאָמער פֿילם ווי נאָך אַ מעטאָד צו פֿאַרגרעסערן CO2 און pH: פּולסירטע וואָולטאַזש. דורך אָנווענדן פּולסירטע וואָולטאַזש צו דער טאָפּלט-שיכטיקער יאָנאָמער באַדעקונג, האָבן די פֿאָרשער דערגרייכט אַ 250% פֿאַרגרעסערונג אין קאַרבאָן-רײַכע פּראָדוקטן קאַמפּערד צו נישט-באַדעקטן קופּער און סטאַטישן וואָולטאַזש.
כאָטש עטלעכע פֿאָרשער פֿאָקוסירן זייער אַרבעט אויף דער אַנטוויקלונג פֿון נײַע קאַטאַליסטן, נעמט די ענטדעקונג פֿון דעם קאַטאַליסט נישט אין באַטראַכט די אָפּעראַציע־באַדינגונגען. קאָנטראָלירן די סבֿיבֿה אויף דער קאַטאַליסט־איבערפֿלאַך איז אַ נײַע און אַנדערע מעטאָדע.
"מיר זענען נישט אויפגעקומען מיט א גאָר נייעם קאַטאַליסט, נאָר מיר האָבן גענוצט אונדזער פארשטאנד פון רעאַקציע קינעטיק און גענוצט דעם וויסן צו פירן אונדז אין טראַכטן וועגן ווי צו ענדערן די סביבה פון דעם קאַטאַליסט פּלאַץ," האָט געזאָגט אַדאַם וועבער, אַ עלטערער אינזשעניר. וויסנשאַפֿטלער אין דעם פעלד פון ענערגיע טעכנאָלאָגיע ביי בערקלי לאַבאָראַטאָריעס און מיט-מחבר פון אַרטיקלען.
דער נעקסטער שריט איז צו פארברייטערן די פראדוקציע פון ​​באדעקטע קאטאליזאטארן. די בערקלי לאב מאַנשאַפֿט'ס פאָרלייפיקע עקספּערימענטן האָבן אַרייַנגענומען קליינע פלאַכע מאָדעל סיסטעמען, וואָס זענען געווען פיל פּשוטער ווי די גרויס-שטח פּאָרעזע סטרוקטורן וואָס זענען נויטיק פֿאַר קאמערציעלע אַפּליקאַציעס. "עס איז נישט שווער צו צולייגן אַ קאָוטינג אויף אַ פלאַכער ייבערפלאַך. אָבער קאמערציעלע מעטאָדן קענען אַרייַנציען קאָוטינג קליינע קופּער באַללס," האָט בעל געזאָגט. צולייגן אַ צווייטע שיכט פון קאָוטינג ווערט אַ שווערע אויפגאַבע. איין מעגלעכקייט איז צו מישן און אַוועקלייגן די צוויי קאָוטינגז צוזאַמען אין אַ סאָלווענט, און האָפֿן אַז זיי טיילן זיך ווען דער סאָלווענט פארדאַמפּפט. וואָס אויב זיי טוען נישט? בעל האָט געענדיקט: "מיר דאַרפֿן נאָר זיין קלוגער." זעט קים סי, בוי דזש סי, לואָ קס און אַנדערע. קאַסטאַמייזד קאַטאַליסט מיקראָ-סביבה פֿאַר עלעקטראָ-רעדוקציע פון ​​CO2 צו מולטי-קאַרבאָן פּראָדוקטן ניצן טאָפּל-שיכט יאָנאָמער קאָוטינג אויף קופּער. נאַט ענערגיע. 2021;6(11):1026-1034. doi:10.1038/s41560-021-00920-8
דער אַרטיקל איז רעפּראָדוצירט פֿון די פֿאָלגנדיקע מאַטעריאַלן. באַמערקונג: דער מאַטעריאַל איז מעגלעך רעדאַקטירט געוואָרן פֿאַר לענג און אינהאַלט. פֿאַר מער אינפֿאָרמאַציע, ביטע קאָנטאַקטירט די ציטירטע מקור.