Nature.com ला भेट दिल्याबद्दल धन्यवाद. तुम्ही वापरत असलेल्या ब्राउझरच्या आवृत्तीमध्ये CSS साठी मर्यादित समर्थन आहे. सर्वोत्तम परिणामांसाठी, आम्ही तुमच्या ब्राउझरची नवीन आवृत्ती वापरण्याची (किंवा इंटरनेट एक्सप्लोररमधील कंपॅटिबिलिटी मोड बंद करण्याची) शिफारस करतो. दरम्यान, सतत समर्थन सुनिश्चित करण्यासाठी, आम्ही ही साइट स्टायलिंग किंवा जावास्क्रिप्टशिवाय दाखवत आहोत.
आता, 'जूल' (Joule) या जर्नलमध्ये लिहिताना, उंग ली आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी कार्बन डायऑक्साइडचे हायड्रोजनीकरण करून फॉर्मिक ॲसिड तयार करण्याच्या एका पायलट प्लांटचा अभ्यास सादर केला आहे (के. किम आणि इतर, जूल https://doi.org/10.1016/j. Joule.2024.01 ). 003;2024). हा अभ्यास उत्पादन प्रक्रियेतील अनेक प्रमुख घटकांचे इष्टतमीकरण (ऑप्टिमायझेशन) दर्शवतो. रिॲक्टरच्या पातळीवर, उत्प्रेरक कार्यक्षमता, आकारविज्ञान (मॉर्फोलॉजी), पाण्यात विद्राव्यता, औष्णिक स्थिरता आणि मोठ्या प्रमाणावर संसाधनांची उपलब्धता यांसारख्या प्रमुख उत्प्रेरक गुणधर्मांचा विचार केल्यास, आवश्यक फीडस्टॉकचे प्रमाण कमी ठेवून रिॲक्टरची कार्यक्षमता सुधारण्यास मदत होऊ शकते. येथे, लेखकांनी मिश्र सहसंयुजी ट्रायझिन बायपिरिडिल-टेरेफ्थॅलोनायट्राइल फ्रेमवर्कवर आधारित रुथेनियम (Ru) उत्प्रेरकाचा वापर केला (ज्याला Ru/bpyTNCTF असे म्हटले जाते). त्यांनी कार्यक्षम CO2 कॅप्चर आणि रूपांतरणासाठी योग्य अमाइन जोड्यांची निवड अनुकूलित केली, ज्यामध्ये CO2 कॅप्चर करण्यासाठी आणि फॉर्मेट तयार करण्यासाठी हायड्रोजनेशन प्रतिक्रियेला चालना देण्यासाठी N-मिथाइलपायरोलिडिन (NMPI) हे प्रतिक्रियाशील अमाइन म्हणून, आणि N-ब्यूटिल-N-इमिडाझोल (NBIM) हे प्रतिक्रियाशील अमाइन म्हणून निवडले. अमाइन वेगळे केल्यानंतर, ट्रान्स-अडक्टच्या निर्मितीद्वारे FA च्या पुढील उत्पादनासाठी फॉर्मेट वेगळे केले जाऊ शकते. याव्यतिरिक्त, त्यांनी CO2 रूपांतरण जास्तीत जास्त करण्यासाठी तापमान, दाब आणि H2/CO2 गुणोत्तराच्या बाबतीत रिॲक्टरच्या ऑपरेटिंग परिस्थितीत सुधारणा केली. प्रक्रिया डिझाइनच्या बाबतीत, त्यांनी एक ट्रिकलिंग बेड रिॲक्टर आणि तीन सतत डिस्टिलेशन कॉलम असलेले एक उपकरण विकसित केले. पहिल्या कॉलममध्ये अवशिष्ट बायकार्बोनेट डिस्टिल केले जाते; दुसऱ्या कॉलममध्ये ट्रान्स अडक्ट तयार करून NBIM तयार केले जाते; तिसऱ्या कॉलममध्ये FA उत्पादन मिळवले जाते; रिॲक्टर आणि टॉवरसाठी लागणाऱ्या सामग्रीच्या निवडीचाही काळजीपूर्वक विचार करण्यात आला, ज्यामध्ये बहुतेक घटकांसाठी स्टेनलेस स्टील (SUS316L) आणि तिसऱ्या टॉवरसाठी व्यावसायिक झिरकोनियम-आधारित सामग्री (Zr702) निवडण्यात आली, कारण ती इंधन असेंब्लीच्या गंजण्यास प्रतिरोधक आहे आणि तिची किंमतही तुलनेने कमी आहे, ज्यामुळे रिॲक्टरचा गंज कमी होतो.
उत्पादन प्रक्रियेचे काळजीपूर्वक अनुकूलन केल्यानंतर—ज्यात आदर्श फीडस्टॉकची निवड करणे, ट्रिकलिंग बेड रिॲक्टर आणि तीन सतत डिस्टिलेशन कॉलमची रचना करणे, गंज कमी करण्यासाठी कॉलम बॉडी आणि अंतर्गत पॅकिंगसाठी सामग्रीची काळजीपूर्वक निवड करणे, आणि रिॲक्टरच्या ऑपरेटिंग स्थितीमध्ये सूक्ष्म बदल करणे यांचा समावेश आहे—लेखकांनी एक पायलट प्लांट उभारल्याचे दाखवून दिले आहे, ज्याची दैनंदिन क्षमता १० किलो इंधन असेंब्ली असून तो १०० तासांपेक्षा जास्त काळ स्थिरपणे कार्यरत राहण्यास सक्षम आहे. काळजीपूर्वक केलेल्या व्यवहार्यता आणि जीवनचक्र विश्लेषणाद्वारे, या पायलट प्लांटने पारंपरिक इंधन असेंब्ली उत्पादन प्रक्रियेच्या तुलनेत खर्चात ३७% आणि जागतिक तापमानवाढीच्या क्षमतेत ४२% घट केली आहे. याव्यतिरिक्त, प्रक्रियेची एकूण कार्यक्षमता २१% पर्यंत पोहोचते आणि तिची ऊर्जा कार्यक्षमता हायड्रोजनवर चालणाऱ्या फ्युएल सेल वाहनांच्या कार्यक्षमतेशी तुलना करण्याजोगी आहे.
किआओ, एम. हायड्रोजनीकृत कार्बन डायऑक्साइडपासून फॉर्मिक ॲसिडचे प्रायोगिक उत्पादन. नेचर केमिकल इंजिनिअरिंग १, २०५ (२०२४). https://doi.org/10.1038/s44286-024-00044-2