Cumplete u furmulariu sottu è vi manderemu per email a versione PDF di "Nuvelle migliure di tecnulugia per cunvertisce l'anidride carbonica in carburante liquidu"
U diossidu di carbonu (CO2) hè u pruduttu di a combustione di carburanti fossili è u gasu di serra più cumuni, chì pò esse cunvertitu in carburanti utili in modu sustinibili. Un modu promettente per cunvertisce l'emissioni di CO2 in materia prima di carburante hè un prucessu chjamatu riduzzione elettrochimica. Ma per esse cumerciu viable, u prucessu deve esse migliuratu per selezziunà o pruduce prudutti più desiderati ricchi di carbone. Avà, cum'è informatu in a rivista Nature Energy, u Laboratoriu Naziunale di Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) hà sviluppatu un novu metudu per migliurà a superficia di u catalizzatore di ramu utilizatu per a reazzione ausiliaria, aumentendu cusì a selettività di u prucessu.
"Ancu se sapemu chì u ramu hè u megliu catalizzatore per questa reazione, ùn furnisce micca una alta selettività per u pruduttu desideratu", disse Alexis, un scientist senior in u Dipartimentu di Scienze Chimiche di Berkeley Lab è prufissore di ingegneria chimica à l'Università. di California, Berkeley. Spell hà dettu. "U nostru squadra hà truvatu chì pudete aduprà l'ambiente lucale di u catalizzatore per fà diversi trucchi per furnisce stu tipu di selettività".
In studii precedenti, i circadori anu stabilitu cundizioni precise per furnisce u megliu ambiente elettricu è chimicu per creà prudutti ricchi di carbone cù valore cummerciale. Ma sti cundizioni sò cuntrariu à e cundizioni chì si trovanu naturalmente in e cellule di carburante tipiche chì utilizanu materiali cunduttori basati in acqua.
Per determinà u disignu chì pò esse usatu in l'ambiente di l'acqua di celle di carburante, cum'è parte di u prugettu Energy Innovation Center di Liquid Sunshine Alliance di u Ministeru di l'Energia, Bell è a so squadra si vultò à una fina strata di ionomeru, chì permette à certi carichi. molécule (ioni) per passà. Escludi altri ioni. A causa di e so proprietà chimichi altamente selettivi, sò particularmente adattati per avè un forte impattu in u microambientu.
Chanyeon Kim, un investigatore postdoctorale in u gruppu Bell è u primu autore di u documentu, hà prupostu di chjappà a superficia di catalizzatori di cobre cù dui ionomeri cumuni, Nafion è Sustainion. A squadra hà ipotisatu chì fà cusì duverebbe cambià l'ambienti vicinu à u catalizzatore - cumpresu u pH è a quantità di acqua è di diossidu di carbonu - in qualchì modu per dirige a reazione per pruduce prudutti ricchi di carbone chì ponu esse facilmente cunvertiti in chimichi utili. Prudutti è carburanti liquidi.
I circadori anu appiicatu una capa fina di ogni ionomeru è una doppia capa di dui ionomeri à una film di cobre supportata da un materiale polimeru per furmà una film, chì puderanu inserisce vicinu à una estremità di una cellula elettrochimica in forma di manu. Quandu injecting dioxide di carbonu in a bateria è applicà a tensione, anu misuratu u currente tutale chì scorri per a bateria. Allora misuranu u gasu è u liquidu cullatu in u reservoir adiacente durante a reazione. Per u casu di dui strati, anu truvatu chì i prudutti ricchi di carbonu contavanu u 80% di l'energia cunsumata da a reazione - più altu di 60% in u casu uncoated.
"Questu revestimentu sandwich furnisce u megliu di i dui mondi: alta selettività di produttu è alta attività", disse Bell. A superficia di doppia strata ùn hè micca solu bona per i prudutti ricchi di carbonu, ma ancu genera un forte currente à u stessu tempu, chì indica un aumentu di l'attività.
I circadori cuncludi chì a risposta mejorata era u risultatu di l'alta concentrazione di CO2 accumulata in u revestimentu direttamente nantu à u ramu. Inoltre, molécule caricate negativamente chì s'acumulanu in a regione trà i dui ionomeri pruduceranu una acidità lucale più bassa. Questa cumminazione compensa i cummerci di cuncentrazione chì tendenu à accade in l'absenza di film di ionomeri.
Per migliurà ulteriormente l'efficienza di a reazione, i circadori anu vultatu à una tecnulugia pruvata prima chì ùn hà micca bisognu di un film di ionomeru cum'è un altru mètudu per aumentà CO2 è pH: tensione pulsata. Appliendu a tensione pulsata à u revestimentu di ionomeru di doppia strata, i circadori anu ottinutu un incrementu di 250% in i prudutti ricchi di carbone cumparatu cù u cobre senza rivestimentu è a tensione statica.
Ancu s'è certi circadori fucalizza u so travagliu nantu à u sviluppu di novi catalyseurs, a scuperta di u catalyseur ùn piglia micca in contu e cundizioni di u funziunamentu. U cuntrollu di l'ambiente nantu à a superficia di u catalizzatore hè un metudu novu è sfarente.
"Ùn avemu micca ghjuntu cù un catalizzatore completamente novu, ma hà utilizatu a nostra cunniscenza di a cinetica di reazzione è hà utilizatu sta cunniscenza per guidà à pensà à cumu cambià l'ambiente di u situ di catalizzatore", disse Adam Weber, un ingegnere senior. Scientisti in u campu di a tecnulugia di l'energia in i Laboratori di Berkeley è coautore di documenti.
U prossimu passu hè di espansione a produzzione di catalizzatori rivestiti. L'esperimenti preliminari di a squadra di Berkeley Lab implicavanu sistemi di mudelli chjuchi, chì eranu assai più sèmplice cà e strutture porose di grande area necessarie per l'applicazioni cummerciale. "Ùn hè micca difficiule d'applicà un revestimentu nantu à una superficia plana. Ma i metudi cummirciali ponu implicà u rivestimentu di sfere di rame minuscule ", disse Bell. Aghjunghjendu una seconda capa di revestimentu diventa sfida. Una pussibilità hè di mischjà è dipositu i dui rivestimenti inseme in un solvente, è sperendu chì si separanu quandu u solvente s'evapora. E s'elli ùn anu micca? Bell hà cunclusu: "Avemu solu bisognu di esse più intelligenti". Riferite à Kim C, Bui JC, Luo X è altri. Microambientu di catalizzatore persunalizatu per l'elettro-riduzzione di CO2 à i prudutti multi-carboni utilizendu un rivestimentu di ionomeru di doppia strata nantu à u rame. Energia Nat. 2021;6(11):1026-1034. doi:10.1038/s41560-021-00920-8
Stu articulu hè ripruduciutu da u materiale chì seguita. Nota: U materiale pò esse editatu per a durata è u cuntenutu. Per più infurmazione, cuntattate a fonte citata.
Tempu di post: 22-novembre-2021
