Kini nga artikulo gisusi subay sa mga pamaagi ug palisiya sa editoryal sa Science X. Gipasiugda sa mga editor ang mosunod nga mga kalidad samtang gisiguro ang integridad sa sulud:
Ang carbon dioxide (CO2) usa ka importante nga kapanguhaan para sa kinabuhi dinhi sa Yuta ug usa usab ka greenhouse gas nga nakatampo sa pag-init sa kalibutan. Karon, gitun-an sa mga siyentista ang carbon dioxide isip usa ka maayong kapanguhaan para sa paghimo og renewable, low-carbon fuels ug mga produktong kemikal nga taas og bili.
Ang hagit para sa mga tigdukiduki mao ang pag-ila sa episyente ug barato nga mga paagi sa pag-convert sa carbon dioxide ngadto sa taas nga kalidad nga carbon intermediates sama sa carbon monoxide, methanol o formic acid.
Usa ka grupo sa mga tigdukiduki nga gipangulohan ni KK Neuerlin sa National Renewable Energy Laboratory (NREL) ug mga kauban sa Argonne National Laboratory ug Oak Ridge National Laboratory nakakaplag ug maayong solusyon niining problemaha. Ang grupo nakaugmad ug pamaagi sa pagkakabig aron makahimo og formic acid gikan sa carbon dioxide gamit ang renewable nga kuryente nga adunay taas nga energy efficiency ug kalig-on.
Ang pagtuon, nga giulohan og “Scalable membrane electrode assembly architecture for efficient electrochemical conversion of carbon dioxide to formic acid,” gipatik sa journal nga Nature Communications.
Ang formic acid usa ka potensyal nga kemikal nga intermediate nga adunay daghang gamit, labi na isip hilaw nga materyal sa mga industriya sa kemikal o biyolohikal. Ang formic acid giila usab nga feedstock alang sa biorefining ngadto sa limpyo nga panggatong sa abyasyon.
Ang elektrolisis sa CO2 moresulta sa pagkunhod sa CO2 ngadto sa mga kemikal nga intermediate sama sa formic acid o mga molekula sama sa ethylene kung ang usa ka electrical potential ipadapat sa electrolytic cell.
Ang membrane-electrode assembly (MEA) sa usa ka electrolyzer kasagarang gilangkoban sa usa ka ion-conducting membrane (cation o anion exchange membrane) nga gibutang taliwala sa duha ka electrodes nga gilangkoban sa usa ka electrocatalyst ug usa ka ion-conducting polymer.
Gamit ang kahanas sa team sa mga teknolohiya sa fuel cell ug hydrogen electrolysis, ilang gitun-an ang daghang mga configuration sa MEA sa mga electrolytic cell aron itandi ang electrochemical reduction sa CO2 ngadto sa formic acid.
Base sa pag-analisar sa kapakyasan sa nagkalain-laing mga disenyo, ang grupo naningkamot nga pahimuslan ang mga limitasyon sa kasamtangang mga set sa materyal, ilabina ang kakulang sa pagsalikway sa ion sa kasamtangang mga lamad sa anion exchange, ug pasimplehon ang kinatibuk-ang disenyo sa sistema.
Ang imbensyon nila ni KS Neierlin ug Leiming Hu sa NREL mao ang usa ka gipauswag nga MEA electrolyzer gamit ang bag-ong perforated cation exchange membrane. Kini nga perforated membrane naghatag og makanunayon, mapilion kaayo nga produksiyon sa formic acid ug nagpasayon ​​sa disenyo pinaagi sa paggamit sa mga sangkap nga dali ra mapalit.
"Ang mga resulta niini nga pagtuon nagrepresentar sa usa ka paradigm shift sa electrochemical production sa mga organic acid sama sa formic acid," miingon ang co-author nga si Neierlin. "Ang perforated membrane structure nagpamenos sa pagkakomplikado sa nangaging mga disenyo ug magamit usab aron mapauswag ang energy efficiency ug kalig-on sa ubang electrochemical carbon dioxide conversion devices."
Sama sa bisan unsang siyentipikong kalamboan, importante nga masabtan ang mga hinungdan sa gasto ug ang posibilidad sa ekonomiya. Nagtrabaho sa lain-laing mga departamento, ang mga tigdukiduki sa NREL nga sila si Zhe Huang ug Tao Ling nagpresentar og usa ka techno-economic analysis nga nag-ila sa mga paagi aron makab-ot ang pagkaparehas sa gasto sa mga proseso sa produksiyon sa formic acid sa industriya karon kung ang gasto sa renewable nga kuryente anaa o ubos sa 2.3 sentimos kada kilowatt-hour.
"Nakab-ot sa team kini nga mga resulta gamit ang mga komersyal nga magamit nga mga catalyst ug mga materyales sa polymer membrane, samtang nagmugna og disenyo sa MEA nga nagpahimulos sa scalability sa modernong mga fuel cell ug mga planta sa hydrogen electrolysis," ingon ni Neierlin.
"Ang mga resulta niini nga panukiduki makatabang sa pag-convert sa carbon dioxide ngadto sa mga sugnod ug kemikal gamit ang renewable nga kuryente ug hydrogen, nga makapadali sa transisyon ngadto sa scale-up ug komersyalisasyon."
Ang mga teknolohiya sa electrochemical conversion usa ka kinauyokan nga elemento sa programa sa Electrons to Molecules sa NREL, nga nagpunting sa sunod nga henerasyon nga renewable hydrogen, zero fuels, kemikal ug mga materyales para sa mga proseso nga gipadagan sa kuryente.
“Ang among programa nagsuhid sa mga paagi sa paggamit sa mabag-o nga kuryente aron mabag-o ang mga molekula sama sa carbon dioxide ug tubig ngadto sa mga compound nga magsilbing tinubdan sa enerhiya,” miingon si Randy Cortright, direktor sa estratehiya sa NREL sa pagbalhin sa elektron ug/o mga precursor alang sa produksiyon sa gasolina. o mga kemikal.”
"Kining panukiduki sa electrochemical conversion naghatag ug usa ka dakong kalamboan nga magamit sa lain-laing mga proseso sa electrochemical conversion, ug among gipaabot ang mas maayong mga resulta gikan niini nga grupo."
Dugang nga impormasyon: Leiming Hu et al., Scalable membrane electrode assembly architecture para sa episyente nga electrochemical conversion sa CO2 ngadto sa formic acid, Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-43409-6
Kon makasugat kag typo, sayop sa pagsulat, o gusto nimong mosumiter og hangyo sa pag-edit sa sulod niini nga panid, palihog gamita kini nga porma. Alang sa kinatibuk-ang mga pangutana, palihog gamita ang among contact form. Alang sa kinatibuk-ang feedback, gamita ang seksyon sa mga komento sa publiko sa ubos (sunda ang mga instruksyon).
Importante kaayo kanamo ang imong feedback. Apan, tungod sa kadaghan sa mga mensahe nga nadawat, dili kami makagarantiya og personal nga tubag.
Ang imong email address gigamit lang aron ipahibalo sa mga nakadawat kung kinsa ang nagpadala sa email. Dili gamiton ang imong address o ang address sa nakadawat alang sa bisan unsang ubang katuyoan. Ang impormasyon nga imong gisulod makita sa imong email ug dili tipigan sa Tech Xplore sa bisan unsang porma.
Kini nga website naggamit og cookies aron mapadali ang nabigasyon, analisahon ang imong paggamit sa among mga serbisyo, mangolekta og datos sa pag-personalize sa advertising, ug maghatag og sulud gikan sa mga ikatulo nga partido. Pinaagi sa paggamit sa among website, giila nimo nga imong nabasa ug nasabtan ang among Patakaran sa Pagkapribado ug Mga Termino sa Paggamit.