Был мәҡәлә Science X мөхәрририәт процедураларына һәм сәйәсәтенә ярашлы тикшерелде. Мөхәррирҙәр йөкмәткенең бөтөнлөгөн тәьмин итеү менән бер рәттән түбәндәге сифаттарҙы ла һыҙыҡ өҫтөнә алды:
Углекислый газ (CO2) — Ерҙәге тормош өсөн мөһим ресурс та, глобаль йылыныуға булышлыҡ итеүсе парник газы ла. Бөгөн ғалимдар углекислый газды яңыртыла торған, аҙ углеродлы яғыулыҡ һәм юғары ҡиммәтле химик продукция етештереү өсөн перспективалы ресурс булараҡ өйрәнә.
Тикшеренүселәр өсөн углекислый газды углекислый газ, метанол йәки ҡырмыҫҡа кислотаһы кеүек юғары сифатлы углерод аралашсыларына әйләндереүҙең һөҙөмтәле һәм экономиялы ысулдарын асыҡлау бурысы тора.
Яңыртыла торған энергия буйынса милли лабораториянан (NREL) К.К.Нойерлин һәм Аргонна милли лабораторияһы һәм Оак-Ридж милли лабораторияһының хеҙмәттәштәре етәкселегендәге тикшеренеуҙәр командаһы был проблеманы хәл итеүҙең перспективалы юлын тапты. Команда юғары энергия һөҙөмтәлелеге һәм ныҡлығы булған яңыртыла торған электр энергияһын ҡулланып углекислый газдан ҡырмыҫҡа кислотаһы етештереү өсөн конверсия ысулын эшләгән.
“Углекислый газды ҡырмыҫҡа кислотаһына һөҙөмтәле электрохимик үҙгәртеү өсөн масштаблы мембраналы электродтар йыйыу архитектураһы” тип аталған тикшеренеүҙең исеме Nature Communications журналында баҫылып сыҡты.
Ҡырмыҫҡа кислотаһы — ҡулланыу спектры киң булған потенциаль химик аралыҡ, бигерәк тә химия йәки биологик сәнәғәттә сеймал булараҡ. Шулай уҡ ҡырмыҫҡа кислотаһы таҙа авиация яғыулығына биорафинациялау өсөн сеймал булараҡ билдәләнгән.
CO2 электролизы һөҙөмтәһендә электролит күҙәнәккә электр потенциалы ҡулланылғанда CO2 химик аралашсы матдәләргә, мәҫәлән, ҡырмыҫҡа кислотаһына йәки этилен кеүек молекулаларға ҡайтарыла.
Электролизаторҙағы мембрана-электрод йыйылмаһы (МЭА) ғәҙәттә электрокатализаторҙан һәм ион үткәргес полимерҙан торған ике электрод араһында сендвичланған ион үткәргес мембрананан (катион йәки анион алмаштырыусы мембрана) тора.
Команданың яғыулыҡ элементтары технологиялары һәм водород электролизы буйынса белемен файҙаланып, улар электролит элементтарында бер нисә МЭА конфигурацияһын өйрәнеп, CO2-ның ҡырмыҫҡа кислотаһына электрохимик кәметелеүен сағыштыра.
Төрлө конструкцияларҙағы етешһеҙлектәрҙе анализлау нигеҙендә команда ғәмәлдәге материалдар йыйылмаһының сикләүҙәрен, бигерәк тә ток анион алмаштырыу мембраналарында иондарҙы кире ҡағыу булмауын файҙаланырға һәм дөйөм система проектын ябайлаштырырға тырышты.
К.С.Нейерлин һәм NREL-дың Лейминг Ху тарафынан уйлап табылған яңы тишекле катион алмаштырыу мембранаһы ҡулланып яҡшыртылған МЭА электролизеры була. Был перфорациялы мембрана эҙмә-эҙлекле, юғары һайлап алыу ҡорт кислотаһы етештереүҙе тәьмин итә һәм кәштәнән тыш компоненттарҙы ҡулланып проектлауҙы ябайлаштыра.
“Был тикшеренеүҙең һөҙөмтәләре ҡырмыҫҡа кислотаһы кеүек органик кислоталарҙы электрохимик етештереүҙә парадигма үҙгәрешен күрһәтә”, – ти авторҙаш Нейерлин. “Перфорацияланған мембраналы конструкция элекке конструкциялар ҡатмарлылығын кәметә, шулай уҡ башҡа электрохимик углекислый газды үҙгәртеү ҡоролмалары энергия һөҙөмтәлелеген һәм ныҡлығын арттырыу өсөн ҡулланыла ала”.
Һәр фәнни асыш кеүек үк, сығымдар факторҙарын һәм иҡтисади йәһәттән ғәмәлгә яраҡлылыҡты аңлау мөһим. 1990 йылдарҙа был йүнәлештәге эшмәкәрлекте үҫтереүҙең төп маҡсаты булып яңыртыла торған электр энергияһының хаҡы киловатт-сәғәтенә 2,3 цент йәки унан түбәнерәк булғанда бөгөнгө сәнәғәт ҡырмыҫҡа кислотаһы етештереү процестары менән сығымдар паритетына өлгәшеү юлдарын билдәләү техно-иҡтисади анализ тәҡдим итте.
“Команда был һөҙөмтәләргә сауҙала булған катализаторҙар һәм полимер мембраналы материалдар ҡулланып өлгәште, шул уҡ ваҡытта заманса яғыулыҡ элементтары һәм водород электролизлау ҡоролмалары масштаблылығынан файҙаланған МЭА конструкцияһын булдырҙы”, – тине Нейерлин.
“Был тикшеренеүҙең һөҙөмтәләре углекислый газды яңыртыла торған электр энергияһы һәм водород ҡулланып яғыулыҡҡа һәм химик матдәләргә әйләндерергә ярҙам итә ала, масштаблы һәм коммерциялаштырыуға күсеүҙе тиҙләтә”.
Электрохимик үҙгәртеп ҡороу технологиялары NREL-дың «Электрондарҙан молекулаларға» программаһының төп элементы булып тора, унда киләһе быуын яңыртыла торған водород, нуль яғыулыҡ, химик матдәләр һәм электр менән эшләгән процестар өсөн материалдар йүнәлтелгән.
“Беҙҙең программа яңыртыла торған электр энергияһын ҡулланыу ысулдарын тикшерә, углекислый газ һәм һыу кеүек молекулаларҙы энергия сығанағы булып хеҙмәт итә алған берләшмәләргә әйләндерә”, – тине Рэнди Кортрайт, НРЭЛ-дың электрондарҙы тапшырыу һәм/йәки яғыулыҡ етештереү өсөн прекурсорҙар стратегияһы директоры. йәки химик матдәләр».
“Был электрохимик үҙгәртеп ҡороу тикшеренеүҙәре асыҡлыҡ индерә, уларҙы ҡулланырға мөмкин электрохимик үҙгәртеп ҡороу процестары диапазоны, һәм беҙ был төркөмдән өмөтлө һөҙөмтәләр көтәбеҙ.”
Артабанғы мәғлүмәт: Лейминг Ху һәм башҡалар, CO2-ны ҡырмыҫҡа кислотаһына һөҙөмтәле электрохимик үҙгәртеп ҡороу өсөн масштаблы мембраналы электродтар йыйыу архитектураһы, Nature Communications (2023). 10.1038/с41467-023-43409-6.
Опечаткаға осраһағыҙ, дөрөҫ булмаһағыҙ йәки был биттәге йөкмәткене мөхәррирләү тураһында үтенес бирергә теләһәгеҙ, рәхим итеп, ошо форманы ҡулланығыҙ. Дөйөм һорауҙар өсөн беҙҙең бәйләнеш формаһына мөрәжәғәт итегеҙ. Дөйөм кире бәйләнеш өсөн, түбәндәге йәмәғәт комментарийҙар бүлеген ҡулланығыҙ (инструкцияларҙы үтәгеҙ).
Һеҙҙең фекерҙәрегеҙ беҙҙең өсөн бик мөһим. Әммә хәбәрҙәрҙең күләме күп булыу сәбәпле, шәхси яуапҡа гарантия бирә алмайбыҙ.
Һеҙҙең электрон почта адресы тик алыусыларға хәбәр итеү өсөн ҡулланыла, кем электрон почта ебәргән. Һеҙҙең адресығыҙ ҙа, хат алыусының адресы ла башҡа маҡсатта ҡулланылмаясаҡ. Һеҙ индергән мәғлүмәттәр һеҙҙең электрон почтағыҙҙа күренәсәк һәм Tech Xplore тарафынан бер ниндәй ҙә формала һаҡланмаясаҡ.
Был веб-сайт навигацияны еңеләйтеү өсөн cookie-файлдар ҡуллана, беҙҙең хеҙмәттәрҙе ҡулланыуҙы анализлай, реклама персонализация мәғлүмәттәрен йыя һәм өсөнсө яҡтарҙан йөкмәтке бирә. Беҙҙең сайтты ҡулланып, һеҙ беҙҙең хосуси сәйәсәтте һәм ҡулланыу шарттарын уҡығанығыҙҙы һәм аңлағанығыҙҙы таныйһығыҙ.