નવી તકનીકી કાર્બન ડાયોક્સાઇડને પ્રવાહી બળતણમાં રૂપાંતરિત કરે છે

નીચે આપેલ ફોર્મ ભરો અને અમે તમને "કાર્બન ડાયોક્સાઇડને પ્રવાહી બળતણમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે નવી તકનીકી સુધારણા" ના પીડીએફ સંસ્કરણને ઇમેઇલ કરીશું.
કાર્બન ડાયોક્સાઇડ (સીઓ 2) એ અશ્મિભૂત ઇંધણ અને સૌથી સામાન્ય ગ્રીનહાઉસ ગેસનું ઉત્પાદન છે, જેને ટકાઉ રીતે પાછા ઉપયોગી ઇંધણમાં ફેરવી શકાય છે. સીઓ 2 ઉત્સર્જનને બળતણ ફીડસ્ટોકમાં રૂપાંતરિત કરવાની એક આશાસ્પદ રીત એ ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ ઘટાડો નામની પ્રક્રિયા છે. પરંતુ વ્યાવસાયિક રૂપે સધ્ધર બનવા માટે, વધુ ઇચ્છિત કાર્બન-સમૃદ્ધ ઉત્પાદનો પસંદ કરવા અથવા ઉત્પન્ન કરવા માટે પ્રક્રિયામાં સુધારો કરવાની જરૂર છે. હવે, નેચર એનર્જી જર્નલમાં અહેવાલ મુજબ, લોરેન્સ બર્કલે નેશનલ લેબોરેટરી (બર્કલે લેબ) એ સહાયક પ્રતિક્રિયા માટે ઉપયોગમાં લેવાતા તાંબાના ઉત્પ્રેરકની સપાટીને સુધારવા માટે નવી પદ્ધતિ વિકસાવી છે, ત્યાં પ્રક્રિયાની પસંદગીની પસંદગીમાં વધારો થયો છે.
"તેમ છતાં આપણે જાણીએ છીએ કે આ પ્રતિક્રિયા માટે કોપર શ્રેષ્ઠ ઉત્પ્રેરક છે, તે ઇચ્છિત ઉત્પાદન માટે ઉચ્ચ પસંદગીની તક આપતું નથી," બર્કલે લેબના કેમિકલ સાયન્સિસ વિભાગના વરિષ્ઠ વૈજ્ .ાનિક અને યુનિવર્સિટી ઓફ કેલિફોર્નિયા, બર્કલેના કેમિકલ એન્જિનિયરિંગના પ્રોફેસર એલેક્સીસે જણાવ્યું હતું. જોડણી કહ્યું. "અમારી ટીમે શોધી કા .્યું કે તમે ઉત્પ્રેરકના સ્થાનિક વાતાવરણનો ઉપયોગ આ પ્રકારની પસંદગીની પ્રદાન કરવા માટે વિવિધ યુક્તિઓ કરવા માટે કરી શકો છો."
અગાઉના અધ્યયનમાં, સંશોધનકારોએ વ્યાપારી મૂલ્યવાળા કાર્બન-સમૃદ્ધ ઉત્પાદનો બનાવવા માટે શ્રેષ્ઠ વિદ્યુત અને રાસાયણિક વાતાવરણ પ્રદાન કરવા માટે ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓ સ્થાપિત કરી છે. પરંતુ આ શરતો પાણી આધારિત વાહક સામગ્રીનો ઉપયોગ કરીને લાક્ષણિક બળતણ કોષોમાં કુદરતી રીતે થાય છે તે શરતોની વિરુદ્ધ છે.
Energy ર્જાના પ્રવાહી સનશાઇન એલાયન્સ મંત્રાલયના Energy ર્જા ઇનોવેશન સેન્ટર પ્રોજેક્ટના ભાગ રૂપે, બળતણ કોષના પાણીના વાતાવરણમાં ઉપયોગ કરી શકાય તે ડિઝાઇનને નિર્ધારિત કરવા માટે, બેલ અને તેની ટીમ આયનોમરના પાતળા સ્તર તરફ વળ્યા, જે અમુક ચાર્જ કરેલા પરમાણુઓ (આયનો) ને પસાર થવા દે છે. અન્ય આયનો બાકાત. તેમની ખૂબ પસંદગીયુક્ત રાસાયણિક ગુણધર્મોને કારણે, તેઓ ખાસ કરીને માઇક્રોએનવાયરમેન્ટ પર મજબૂત અસર કરવા માટે યોગ્ય છે.
બેલ જૂથના પોસ્ટ ડોક્ટરલ સંશોધનકાર અને પેપરના પ્રથમ લેખક, ચાનિઓન કિમ, બે સામાન્ય આયનોમર્સ, નેફિયન અને સસ્ટેઇનિયન સાથે કોપર ઉત્પ્રેરકોની સપાટીને કોટ કરવાનો પ્રસ્તાવ મૂક્યો. ટીમે અનુમાન લગાવ્યું હતું કે આમ કરવાથી ઉત્પ્રેરકની નજીકના વાતાવરણમાં ફેરફાર થવો જોઈએ-જેમાં પીએચ અને પાણી અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડનો સમાવેશ થાય છે-કોઈ રીતે કાર્બન-સમૃદ્ધ ઉત્પાદનો ઉત્પન્ન કરવા માટે પ્રતિક્રિયાને દિશામાન કરવા માટે કે જે સરળતાથી ઉપયોગી રસાયણોમાં રૂપાંતરિત થઈ શકે છે. ઉત્પાદનો અને પ્રવાહી ઇંધણ.
સંશોધનકારોએ દરેક આયનોમરનો પાતળો સ્તર અને બે આયનોમર્સનો ડબલ લેયર એક ફિલ્મ બનાવવા માટે પોલિમર સામગ્રી દ્વારા સપોર્ટેડ કોપર ફિલ્મમાં લાગુ કર્યો હતો, જે તેઓ હાથના આકારના ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ સેલના એક છેડેની નજીક દાખલ કરી શકે છે. બેટરીમાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડને ઇન્જેક્શન આપતી વખતે અને વોલ્ટેજ લાગુ કરતી વખતે, તેઓએ બેટરીમાંથી વહેતા કુલ વર્તમાનને માપ્યા. પછી તેઓએ પ્રતિક્રિયા દરમિયાન નજીકના જળાશયમાં એકત્રિત ગેસ અને પ્રવાહીને માપ્યો. બે-સ્તરના કેસ માટે, તેઓએ શોધી કા .્યું કે કાર્બનથી સમૃદ્ધ ઉત્પાદનો પ્રતિક્રિયા દ્વારા વપરાશમાં લેવામાં આવતી energy ર્જાના 80% જેટલા છે-જે અનકોટેટેડ કેસમાં 60% કરતા વધારે છે.
"આ સેન્ડવિચ કોટિંગ બંને વિશ્વનો શ્રેષ્ઠ પ્રદાન કરે છે: ઉચ્ચ ઉત્પાદનની પસંદગી અને ઉચ્ચ પ્રવૃત્તિ," બેલે કહ્યું. ડબલ-લેયર સપાટી ફક્ત કાર્બનથી સમૃદ્ધ ઉત્પાદનો માટે જ સારી નથી, પરંતુ તે જ સમયે એક મજબૂત પ્રવાહ ઉત્પન્ન કરે છે, જે પ્રવૃત્તિમાં વધારો દર્શાવે છે.
સંશોધનકારોએ નિષ્કર્ષ કા .્યો કે સુધારેલ પ્રતિસાદ એ કોટિંગમાં સીધા કોપની ટોચ પર એકઠા થયેલા ઉચ્ચ સીઓ 2 સાંદ્રતાનું પરિણામ છે. આ ઉપરાંત, બે આયનોમર્સ વચ્ચેના ક્ષેત્રમાં એકઠા થતા નકારાત્મક ચાર્જ પરમાણુઓ નીચલા સ્થાનિક એસિડિટી ઉત્પન્ન કરશે. આ સંયોજન આયનોમર ફિલ્મોની ગેરહાજરીમાં થતાં એકાગ્રતા વેપાર-વ્યવહારને સરભર કરે છે.
પ્રતિક્રિયાની કાર્યક્ષમતામાં વધુ સુધારો કરવા માટે, સંશોધનકારોએ અગાઉની સાબિત તકનીક તરફ વળ્યા કે જેને સીઓ 2 અને પીએચ: પલ્સડ વોલ્ટેજ વધારવા માટે બીજી પદ્ધતિ તરીકે આયનોમર ફિલ્મની જરૂર નથી. ડબલ-લેયર આયનોમર કોટિંગમાં સ્પંદિત વોલ્ટેજ લાગુ કરીને, સંશોધનકારોએ અનકોટેટેડ કોપર અને સ્થિર વોલ્ટેજની તુલનામાં કાર્બન-સમૃદ્ધ ઉત્પાદનોમાં 250% નો વધારો પ્રાપ્ત કર્યો.
તેમ છતાં કેટલાક સંશોધનકારો તેમના કાર્યને નવા ઉત્પ્રેરકના વિકાસ પર કેન્દ્રિત કરે છે, ઉત્પ્રેરકની શોધ operating પરેટિંગ શરતોને ધ્યાનમાં લેતી નથી. ઉત્પ્રેરક સપાટી પર પર્યાવરણને નિયંત્રિત કરવું એ એક નવી અને અલગ પદ્ધતિ છે.
સિનિયર એન્જિનિયર એડમ વેબરે જણાવ્યું હતું કે, "અમે સંપૂર્ણપણે નવા ઉત્પ્રેરક સાથે આવ્યા ન હતા, પરંતુ પ્રતિક્રિયા ગતિવિશેષોની અમારી સમજણનો ઉપયોગ કર્યો હતો અને ઉત્પ્રેરક સાઇટના વાતાવરણને કેવી રીતે બદલવું તે વિશે વિચારવા માટે માર્ગદર્શન આપવા માટે આ જ્ knowledge ાનનો ઉપયોગ કર્યો હતો." બર્કલે લેબોરેટરીઝમાં energy ર્જા તકનીકીના ક્ષેત્રમાં વૈજ્ .ાનિકો અને કાગળોના સહ-લેખક.
આગળનું પગલું કોટેડ ઉત્પ્રેરકના ઉત્પાદનને વિસ્તૃત કરવાનું છે. બર્કલે લેબ ટીમના પ્રારંભિક પ્રયોગોમાં નાના ફ્લેટ મોડેલ સિસ્ટમો શામેલ છે, જે વ્યાપારી કાર્યક્રમો માટે જરૂરી મોટા ક્ષેત્રના છિદ્રાળુ માળખાં કરતા ખૂબ સરળ હતા. બેલે કહ્યું, "સપાટ સપાટી પર કોટિંગ લાગુ કરવું મુશ્કેલ નથી. પરંતુ વ્યાપારી પદ્ધતિઓમાં નાના કોપર બોલમાં કોટિંગ શામેલ હોઈ શકે છે." કોટિંગનો બીજો સ્તર ઉમેરવાનું પડકારજનક બને છે. એક સંભાવના એ છે કે દ્રાવકમાં બંને કોટિંગ્સને એકસાથે ભળી અને જમા કરાવો, અને આશા છે કે જ્યારે દ્રાવક બાષ્પીભવન થાય ત્યારે તેઓ અલગ પડે છે. જો તેઓ ન કરે તો? બેલે તારણ કા: ્યું: "આપણે ફક્ત હોંશિયાર બનવાની જરૂર છે." કિમ સી, બુઇ જેસી, લ્યુઓ એક્સ અને અન્યનો સંદર્ભ લો. કોપર પર ડબલ-લેયર આયનોમર કોટિંગનો ઉપયોગ કરીને સીઓ 2 થી મલ્ટિ-કાર્બન ઉત્પાદનોના ઇલેક્ટ્રો-ઘટા માટે કસ્ટમાઇઝ્ડ કેટેલિસ્ટ માઇક્રોએનવાયરમેન્ટ. નાટ energy ર્જા. 2021; 6 (11): 1026-1034. doi: 10.1038/S41560-021-00920-8
આ લેખ નીચેની સામગ્રીમાંથી ફરીથી બનાવવામાં આવ્યો છે. નોંધ: સામગ્રી લંબાઈ અને સામગ્રી માટે સંપાદિત થઈ શકે છે. વધુ માહિતી માટે, કૃપા કરીને ટાંકવામાં આવેલા સ્રોતનો સંપર્ક કરો.