Pun-a ang porma sa ubos ug kami magpadala kanimo og email sa PDF nga bersyon sa "Bag-ong teknolohiya nga mga pagpaayo sa pag-convert sa carbon dioxide ngadto sa liquid fuel"
Ang carbon dioxide (CO2) mao ang produkto sa nagdilaab nga fossil fuel ug ang labing komon nga greenhouse gas, nga mahimong ibalik ngadto sa mapuslanong sugnod sa malungtarong paagi. Usa ka maayong paagi sa pag-convert sa mga emisyon sa CO2 ngadto sa fuel feedstock mao ang proseso nga gitawag ug electrochemical reduction. Apan aron mahimong komersiyal, kinahanglang pauswagon ang proseso aron makapili o makagama ug mas gusto nga mga produkto nga puno sa carbon. Karon, ingon sa gitaho sa journal Kinaiyahan Energy, Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) naugmad sa usa ka bag-o nga pamaagi sa pagpalambo sa nawong sa tumbaga catalyst nga gigamit alang sa auxiliary reaksyon, sa ingon nagdugang sa selectivity sa proseso.
"Bisan kung nahibal-an namon nga ang tumbaga mao ang labing kaayo nga hinungdan sa kini nga reaksyon, wala kini maghatag taas nga pagpili alang sa gitinguha nga produkto," ingon si Alexis, usa ka senior nga siyentipiko sa Departamento sa Chemical Science sa Berkeley Lab ug usa ka propesor sa kemikal nga engineering sa Unibersidad. sa California, Berkeley. Miingon si Spell. "Nakaplagan sa among team nga mahimo nimong gamiton ang lokal nga palibot sa catalyst aron mahimo ang lainlaing mga trick aron mahatagan kini nga klase sa pagpili."
Sa miaging mga pagtuon, ang mga tigdukiduki nagtukod ug tukma nga mga kondisyon aron mahatagan ang labing kaayo nga elektrikal ug kemikal nga palibot alang sa paghimo sa mga produkto nga puno sa carbon nga adunay komersyal nga kantidad. Apan kini nga mga kondisyon sukwahi sa mga kondisyon nga natural nga mahitabo sa tipikal nga mga fuel cell gamit ang water-based conductive materials.
Aron mahibal-an ang disenyo nga magamit sa fuel cell water environment, isip kabahin sa Energy Innovation Center nga proyekto sa Liquid Sunshine Alliance sa Ministry of Energy, si Bell ug ang iyang team milingi ngadto sa usa ka nipis nga layer sa ionomer, nga nagtugot sa pipila ka mga charged. mga molekula (ion) nga moagi. Dili iapil ang ubang mga ion. Tungod sa ilang labi ka pinili nga kemikal nga mga kabtangan, sila labi nga angay alang sa adunay kusog nga epekto sa microenvironment.
Si Chanyeon Kim, usa ka postdoctoral researcher sa Bell group ug ang unang tagsulat sa papel, misugyot sa pagsul-ob sa nawong sa copper catalysts nga adunay duha ka komon nga ionomer, Nafion ug Sustainion. Gipanghimatuud sa team nga ang pagbuhat niini kinahanglan nga magbag-o sa palibot nga duol sa catalyst-lakip ang pH ug ang gidaghanon sa tubig ug carbon dioxide-sa pila ka paagi aron madirekta ang reaksyon aron makahimo mga produkto nga puno sa carbon nga dali nga mabag-o sa mapuslanon nga mga kemikal. Mga produkto ug likido nga sugnod.
Gipadapat sa mga tigdukiduki ang usa ka nipis nga layer sa matag ionomer ug usa ka doble nga layer sa duha ka ionomer sa usa ka tumbaga nga pelikula nga gisuportahan sa usa ka polymer nga materyal aron maporma ang usa ka pelikula, nga mahimo nilang isulud duol sa usa ka tumoy sa usa ka porma sa kamot nga electrochemical cell. Kung nag-inject sa carbon dioxide sa baterya ug nag-apply sa boltahe, gisukod nila ang kinatibuk-ang kasamtangan nga nag-agos sa baterya. Unya gisukod nila ang gas ug likido nga nakolekta sa kasikbit nga reservoir sa panahon sa reaksyon. Alang sa duha ka layer nga kaso, ilang nakit-an nga ang mga produkto nga puno sa carbon nagkantidad sa 80% sa enerhiya nga gigamit sa reaksyon-mas taas sa 60% sa uncoated nga kaso.
"Kini nga sandwich coating naghatag sa pinakamaayo sa duha ka kalibutan: taas nga pagpili sa produkto ug taas nga kalihokan," miingon si Bell. Ang double-layer nga nawong dili lamang maayo alang sa mga produkto nga puno sa carbon, apan nagmugna usab og kusog nga sulog sa samang higayon, nga nagpakita sa pagtaas sa kalihokan.
Ang mga tigdukiduki nakahinapos nga ang gipaayo nga tubag mao ang resulta sa taas nga konsentrasyon sa CO2 nga natipon sa taklap nga direkta sa ibabaw sa tumbaga. Dugang pa, ang negatibo nga bayad nga mga molekula nga natipon sa rehiyon taliwala sa duha nga mga ionomer makapatunghag mas ubos nga lokal nga kaasiman. Kini nga kombinasyon nag-offset sa mga trade-off sa konsentrasyon nga lagmit mahitabo kung wala ang mga ionomer films.
Aron mapauswag pa ang kaepektibo sa reaksyon, ang mga tigdukiduki milingi sa usa ka napamatud-an kaniadto nga teknolohiya nga wala magkinahanglan usa ka pelikula nga ionomer ingon lain nga pamaagi aron madugangan ang CO2 ug pH: pulsed boltahe. Pinaagi sa pagpadapat sa pulsed boltahe sa double-layer ionomer coating, ang mga tigdukiduki nakab-ot ang 250% nga pagtaas sa carbon-rich nga mga produkto kumpara sa uncoated copper ug static voltage.
Bisan kung gipunting sa pipila nga mga tigdukiduki ang ilang trabaho sa pag-uswag sa mga bag-ong catalyst, ang pagkadiskobre sa catalyst wala magtagad sa mga kondisyon sa pag-operate. Ang pagpugong sa palibot sa ibabaw sa catalyst usa ka bag-o ug lahi nga pamaagi.
"Wala kami makahimo og usa ka bug-os nga bag-ong catalyst, apan gigamit ang among pagsabot sa reaction kinetics ug gigamit kini nga kahibalo sa paggiya kanamo sa paghunahuna kon unsaon pag-usab ang palibot sa catalyst site," miingon si Adam Weber, usa ka senior engineer. Mga siyentipiko sa natad sa teknolohiya sa enerhiya sa Berkeley Laboratories ug kauban nga tagsulat sa mga papel.
Ang sunod nga lakang mao ang pagpalapad sa produksiyon sa mga coated catalysts. Ang pasiuna nga mga eksperimento sa koponan sa Berkeley Lab naglambigit sa gagmay nga mga flat nga sistema sa modelo, nga labi ka yano kaysa sa dagkong mga porous nga istruktura nga gikinahanglan alang sa mga komersyal nga aplikasyon. "Dili lisud ang pagbutang og coating sa patag nga nawong. Apan ang mga pamaagi sa komersyo mahimong maglakip sa pagtabon sa gagmay nga mga bola nga tumbaga, ”miingon si Bell. Ang pagdugang sa ikaduhang layer sa coating mahimong mahagiton. Ang usa ka posibilidad mao ang pagsagol ug pagdeposito sa duha ka mga sapaw sa usa ka solvent, ug paglaum nga sila magbulag kung ang solvent moalisngaw. Unsa kaha kon dili sila? Gitapos ni Bell: "Kinahanglan lang nga mahimong mas maalamon." Refer to Kim C, Bui JC, Luo X ug uban pa. Nahiangay nga catalyst microenvironment para sa electro-reduction sa CO2 ngadto sa multi-carbon nga mga produkto gamit ang double-layer ionomer coating sa copper. Nat Energy. 2021;6(11):1026-1034. doi:10.1038/s41560-021-00920-8
Kini nga artikulo gikopya gikan sa mosunod nga materyal. Mubo nga sulat: Ang materyal mahimong gi-edit alang sa gitas-on ug sulod. Para sa dugang nga impormasyon, palihog kontaka ang gikutlo nga tinubdan.
Oras sa pag-post: Nob-22-2021
