புதிய தொழில்நுட்பம் கார்பன் டை ஆக்சைடை திரவ எரிபொருளாக மாற்றுவதை மேம்படுத்துகிறது

கீழே உள்ள படிவத்தை நிரப்பவும், "கார்பன் டை ஆக்சைடை திரவ எரிபொருளாக மாற்றுவதற்கான புதிய தொழில்நுட்ப மேம்பாடுகள்" இன் PDF பதிப்பை உங்களுக்கு மின்னஞ்சல் செய்வோம்.
கார்பன் டை ஆக்சைடு (CO2) என்பது புதைபடிவ எரிபொருள்கள் மற்றும் மிகவும் பொதுவான கிரீன்ஹவுஸ் வாயுவை எரிப்பதன் விளைவாகும், இது நிலையான முறையில் பயனுள்ள எரிபொருளாக மாற்றப்படலாம். CO2 உமிழ்வை எரிபொருள் மூலப்பொருளாக மாற்றுவதற்கான ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய வழி மின்வேதியியல் குறைப்பு எனப்படும் ஒரு செயல்முறையாகும். ஆனால் வணிக ரீதியாக சாத்தியமானதாக இருக்க, மேலும் விரும்பிய கார்பன் நிறைந்த தயாரிப்புகளைத் தேர்ந்தெடுக்க அல்லது உற்பத்தி செய்ய செயல்முறை மேம்படுத்தப்பட வேண்டும். இப்போது, ​​நேச்சர் எனர்ஜி இதழில் தெரிவிக்கப்பட்டுள்ளபடி, லாரன்ஸ் பெர்க்லி நேஷனல் லேபரேட்டரி (பெர்க்லி லேப்) துணை எதிர்வினைக்கு பயன்படுத்தப்படும் செப்பு வினையூக்கியின் மேற்பரப்பை மேம்படுத்த ஒரு புதிய முறையை உருவாக்கியுள்ளது.
"இந்த எதிர்வினைக்கு தாமிரம் சிறந்த வினையூக்கி என்பதை நாங்கள் அறிந்திருந்தாலும், அது விரும்பிய தயாரிப்புக்கு அதிக தேர்வை வழங்காது" என்று பெர்க்லி ஆய்வகத்தில் உள்ள வேதியியல் அறிவியல் துறையின் மூத்த விஞ்ஞானியும் பல்கலைக்கழகத்தின் வேதியியல் பொறியியல் பேராசிரியருமான அலெக்சிஸ் கூறினார். கலிபோர்னியா, பெர்க்லி. ஸ்பெல் கூறினார். "இந்த வகையான தேர்வை வழங்க பல்வேறு தந்திரங்களைச் செய்ய வினையூக்கியின் உள்ளூர் சூழலைப் பயன்படுத்தலாம் என்பதை எங்கள் குழு கண்டறிந்துள்ளது."
முந்தைய ஆய்வுகளில், வணிக மதிப்புடன் கார்பன் நிறைந்த தயாரிப்புகளை உருவாக்குவதற்கான சிறந்த மின் மற்றும் இரசாயன சூழலை வழங்க ஆராய்ச்சியாளர்கள் துல்லியமான நிலைமைகளை நிறுவியுள்ளனர். ஆனால் இந்த நிலைமைகள் நீர் அடிப்படையிலான கடத்தும் பொருட்களைப் பயன்படுத்தி வழக்கமான எரிபொருள் கலங்களில் இயற்கையாக நிகழும் நிலைமைகளுக்கு முரணானது.
எரிசக்தி அமைச்சகத்தின் லிக்விட் சன்ஷைன் அலையன்ஸின் எனர்ஜி இன்னோவேஷன் சென்டர் திட்டத்தின் ஒரு பகுதியாக, எரிபொருள் செல் நீர் சூழலில் பயன்படுத்தக்கூடிய வடிவமைப்பைத் தீர்மானிக்க, பெல் மற்றும் அவரது குழுவினர் அயனோமரின் மெல்லிய அடுக்குக்கு மாறினர், இது சில சார்ஜ்களை அனுமதிக்கிறது. மூலக்கூறுகள் (அயனிகள்) கடந்து செல்ல. மற்ற அயனிகளை விலக்கவும். அவற்றின் மிகவும் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட இரசாயன பண்புகள் காரணமாக, அவை நுண்ணிய சூழலில் வலுவான தாக்கத்தை ஏற்படுத்துவதற்கு மிகவும் பொருத்தமானவை.
பெல் குழுவின் முதுகலை ஆராய்ச்சியாளரும், கட்டுரையின் முதல் ஆசிரியருமான சான்யோன் கிம், செப்பு வினையூக்கிகளின் மேற்பரப்பை இரண்டு பொதுவான அயனோமர்களான நேஃபியன் மற்றும் சஸ்டெய்னியன் மூலம் பூச முன்மொழிந்தார். வினையூக்கிக்கு அருகிலுள்ள சுற்றுச்சூழலை மாற்ற வேண்டும் என்று குழு அனுமானித்தது - pH மற்றும் நீர் மற்றும் கார்பன் டை ஆக்சைடு அளவு உட்பட - கார்பன் நிறைந்த தயாரிப்புகளை எளிதில் பயனுள்ள இரசாயனங்களாக மாற்றுவதற்கு எதிர்வினையை இயக்கும். பொருட்கள் மற்றும் திரவ எரிபொருள்கள்.
ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒவ்வொரு அயனோமரின் மெல்லிய அடுக்கையும் இரண்டு அயனோமர்களின் இரட்டை அடுக்கையும் ஒரு பாலிமர் பொருளால் ஆதரிக்கப்படும் ஒரு செப்புப் படத்திற்குப் பயன்படுத்தி ஒரு படத்தை உருவாக்கினர், அதை அவர்கள் கை வடிவ மின்வேதியியல் கலத்தின் ஒரு முனையில் செருக முடியும். பேட்டரியில் கார்பன் டை ஆக்சைடை செலுத்தி மின்னழுத்தத்தைப் பயன்படுத்தும்போது, ​​பேட்டரியின் வழியாக பாயும் மொத்த மின்னோட்டத்தை அளந்தனர். பின்னர் அவர்கள் எதிர்வினையின் போது அருகிலுள்ள நீர்த்தேக்கத்தில் சேகரிக்கப்பட்ட வாயு மற்றும் திரவத்தை அளந்தனர். இரண்டு-அடுக்கு வழக்கில், கார்பன் நிறைந்த தயாரிப்புகள் எதிர்வினையால் நுகரப்படும் ஆற்றலில் 80%-க்கு 60% க்கும் அதிகமானவை என்று கண்டறிந்தனர்.
"இந்த சாண்ட்விச் பூச்சு இரு உலகங்களிலும் சிறந்ததை வழங்குகிறது: உயர் தயாரிப்பு தேர்வு மற்றும் அதிக செயல்பாடு," பெல் கூறினார். இரட்டை அடுக்கு மேற்பரப்பு கார்பன் நிறைந்த தயாரிப்புகளுக்கு நல்லது மட்டுமல்ல, அதே நேரத்தில் வலுவான மின்னோட்டத்தை உருவாக்குகிறது, இது செயல்பாட்டின் அதிகரிப்பைக் குறிக்கிறது.
தாமிரத்தின் மேல் நேரடியாக பூச்சுகளில் அதிக CO2 செறிவு குவிந்ததன் விளைவாக மேம்படுத்தப்பட்ட பதில் என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் முடிவு செய்தனர். கூடுதலாக, எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட மூலக்கூறுகள் இரண்டு அயனோமர்களுக்கு இடையே உள்ள பகுதியில் குவிந்து குறைந்த உள்ளூர் அமிலத்தன்மையை உருவாக்கும். இந்த கலவையானது அயனோமர் படங்கள் இல்லாத நிலையில் ஏற்படும் செறிவு வர்த்தக பரிமாற்றங்களை ஈடுசெய்கிறது.
எதிர்வினையின் செயல்திறனை மேலும் மேம்படுத்த, ஆராய்ச்சியாளர்கள் CO2 மற்றும் pH: துடிப்புள்ள மின்னழுத்தத்தை அதிகரிக்க மற்றொரு முறையாக அயனோமர் படம் தேவையில்லை என்று முன்னர் நிரூபிக்கப்பட்ட தொழில்நுட்பத்திற்கு திரும்பியுள்ளனர். இரட்டை அடுக்கு அயனோமர் பூச்சுக்கு துடிப்புள்ள மின்னழுத்தத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், பூசப்படாத செம்பு மற்றும் நிலையான மின்னழுத்தத்துடன் ஒப்பிடும்போது கார்பன் நிறைந்த தயாரிப்புகளில் ஆராய்ச்சியாளர்கள் 250% அதிகரிப்பு அடைந்தனர்.
சில ஆராய்ச்சியாளர்கள் புதிய வினையூக்கிகளின் வளர்ச்சியில் தங்கள் பணியை கவனம் செலுத்தினாலும், வினையூக்கியின் கண்டுபிடிப்பு இயக்க நிலைமைகளை கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ளவில்லை. வினையூக்கி மேற்பரப்பில் சுற்றுச்சூழலைக் கட்டுப்படுத்துவது ஒரு புதிய மற்றும் வித்தியாசமான முறையாகும்.
"நாங்கள் முற்றிலும் புதிய வினையூக்கியைக் கொண்டு வரவில்லை, ஆனால் எதிர்வினை இயக்கவியலைப் பற்றிய நமது புரிதலைப் பயன்படுத்தினோம், மேலும் இந்த அறிவைப் பயன்படுத்தி வினையூக்கி தளத்தின் சூழலை எவ்வாறு மாற்றுவது என்பதைப் பற்றி சிந்திக்க வழிகாட்டுகிறோம்" என்று மூத்த பொறியாளர் ஆடம் வெபர் கூறினார். பெர்க்லி ஆய்வகங்களில் ஆற்றல் தொழில்நுட்பத் துறையில் உள்ள விஞ்ஞானிகள் மற்றும் காகிதங்களின் இணை ஆசிரியர்.
அடுத்த கட்டமாக பூசப்பட்ட வினையூக்கிகளின் உற்பத்தியை விரிவுபடுத்த வேண்டும். பெர்க்லி ஆய்வகக் குழுவின் பூர்வாங்க சோதனைகள் சிறிய தட்டையான மாதிரி அமைப்புகளை உள்ளடக்கியது, அவை வணிகப் பயன்பாடுகளுக்குத் தேவையான பெரிய பகுதி நுண்துளை கட்டமைப்புகளை விட மிகவும் எளிமையானவை. "ஒரு தட்டையான மேற்பரப்பில் பூச்சு போடுவது கடினம் அல்ல. ஆனால் வணிக முறைகள் சிறிய செப்பு பந்துகளை பூசுவதை உள்ளடக்கியிருக்கலாம்" என்று பெல் கூறினார். பூச்சு இரண்டாவது அடுக்கு சேர்ப்பது சவாலானது. ஒரு சாத்தியக்கூறு என்னவென்றால், இரண்டு பூச்சுகளையும் ஒன்றாக ஒரு கரைப்பானில் கலந்து வைப்பது, மேலும் கரைப்பான் ஆவியாகும்போது அவை பிரிக்கப்படும் என்று நம்புகிறோம். அவர்கள் இல்லை என்றால் என்ன? பெல் முடித்தார்: "நாம் புத்திசாலியாக இருக்க வேண்டும்." Kim C, Bui JC, Luo X மற்றும் பிறரைப் பார்க்கவும். தாமிரத்தின் மீது இரட்டை அடுக்கு அயனோமர் பூச்சுகளைப் பயன்படுத்தி மல்டி-கார்பன் தயாரிப்புகளுக்கு CO2 மின்-குறைப்புக்கான தனிப்பயனாக்கப்பட்ட வினையூக்கி நுண்ணிய சூழல். நாட் எனர்ஜி. 2021;6(11):1026-1034. doi:10.1038/s41560-021-00920-8
இந்த கட்டுரை பின்வரும் உள்ளடக்கத்திலிருந்து மீண்டும் உருவாக்கப்பட்டுள்ளது. குறிப்பு: பொருள் நீளம் மற்றும் உள்ளடக்கத்திற்காக திருத்தப்பட்டிருக்கலாம். மேலும் தகவலுக்கு, மேற்கோள் காட்டப்பட்ட மூலத்தைத் தொடர்பு கொள்ளவும்.