या लेखाचे पुनरावलोकन सायन्स एक्सच्या संपादकीय कार्यपद्धती आणि धोरणांनुसार करण्यात आले आहे. संपादकांनी मजकुराची अखंडता सुनिश्चित करताना खालील गुणांवर भर दिला आहे:
कार्बन डायऑक्साइड (CO2) हा पृथ्वीवरील जीवनासाठी एक आवश्यक स्रोत आहे आणि जागतिक तापमानवाढीला कारणीभूत ठरणारा हरितगृह वायू देखील आहे. आज, शास्त्रज्ञ अक्षय, कमी-कार्बन इंधन आणि उच्च-मूल्य असलेल्या रासायनिक उत्पादनांच्या उत्पादनासाठी एक आशादायक स्रोत म्हणून कार्बन डायऑक्साइडचा अभ्यास करत आहेत.
कार्बन डायऑक्साइडचे कार्बन मोनोऑक्साइड, मिथेनॉल किंवा फॉर्मिक अॅसिड सारख्या उच्च-गुणवत्तेच्या कार्बन इंटरमीडिएट्समध्ये रूपांतर करण्याचे कार्यक्षम आणि किफायतशीर मार्ग ओळखणे हे संशोधकांसमोरील आव्हान आहे.
नॅशनल रिन्युएबल एनर्जी लॅबोरेटरी (NREL) चे के.के. न्यूरलिन आणि अर्गोन नॅशनल लॅबोरेटरी आणि ओक रिज नॅशनल लॅबोरेटरीमधील सहयोगी यांच्या नेतृत्वाखालील संशोधन पथकाने या समस्येवर एक आशादायक उपाय शोधला आहे. या पथकाने उच्च ऊर्जा कार्यक्षमता आणि टिकाऊपणासह अक्षय वीज वापरून कार्बन डायऑक्साइडपासून फॉर्मिक अॅसिड तयार करण्यासाठी रूपांतरण पद्धत विकसित केली आहे.
"कार्बन डायऑक्साइडचे फॉर्मिक अॅसिडमध्ये कार्यक्षम इलेक्ट्रोकेमिकल रूपांतरणासाठी स्केलेबल मेम्ब्रेन इलेक्ट्रोड असेंब्ली आर्किटेक्चर" शीर्षकाचा हा अभ्यास नेचर कम्युनिकेशन्स जर्नलमध्ये प्रकाशित झाला.
फॉर्मिक अॅसिड हे एक संभाव्य रासायनिक मध्यवर्ती आहे ज्याचा वापर विस्तृत श्रेणीत होतो, विशेषतः रासायनिक किंवा जैविक उद्योगांमध्ये कच्चा माल म्हणून. फॉर्मिक अॅसिडला स्वच्छ विमान इंधनात जैव-परिष्करण करण्यासाठी फीडस्टॉक म्हणून देखील ओळखले गेले आहे.
CO2 चे इलेक्ट्रोलिसिस केल्याने CO2 चे रासायनिक मध्यस्थ जसे की फॉर्मिक अॅसिड किंवा इथिलीन सारख्या रेणूंमध्ये घट होते जेव्हा इलेक्ट्रोलाइटिक पेशीवर विद्युत क्षमता लागू केली जाते.
इलेक्ट्रोलायझरमधील मेम्ब्रेन-इलेक्ट्रोड असेंब्ली (MEA) मध्ये सामान्यतः एक आयन-वाहक पडदा (केशन किंवा आयन एक्सचेंज पडदा) असतो जो इलेक्ट्रोकॅटलिस्ट आणि आयन-वाहक पॉलिमर असलेल्या दोन इलेक्ट्रोडमध्ये सँडविच केलेला असतो.
इंधन पेशी तंत्रज्ञान आणि हायड्रोजन इलेक्ट्रोलिसिसमधील टीमच्या कौशल्याचा वापर करून, त्यांनी CO2 च्या इलेक्ट्रोकेमिकल रिडक्शनची फॉर्मिक अॅसिडशी तुलना करण्यासाठी इलेक्ट्रोलाइटिक पेशींमध्ये अनेक MEA कॉन्फिगरेशनचा अभ्यास केला.
विविध डिझाइन्सच्या अपयश विश्लेषणावर आधारित, टीमने विद्यमान मटेरियल सेट्सच्या मर्यादांचा फायदा घेण्याचा प्रयत्न केला, विशेषतः करंट आयन एक्सचेंज मेम्ब्रेन्समध्ये आयन रिजेक्शनचा अभाव, आणि एकूण सिस्टम डिझाइन सोपे करण्याचा प्रयत्न केला.
NREL चे केएस नेयरलिन आणि लेमिंग हू यांनी नवीन छिद्रित केशन एक्सचेंज मेम्ब्रेन वापरून सुधारित MEA इलेक्ट्रोलायझरचा शोध लावला. हे छिद्रित मेम्ब्रेन सातत्यपूर्ण, अत्यंत निवडक फॉर्मिक अॅसिड उत्पादन प्रदान करते आणि ऑफ-द-शेल्फ घटकांचा वापर करून डिझाइन सुलभ करते.
"या अभ्यासाचे निकाल फॉर्मिक अॅसिड सारख्या सेंद्रिय अॅसिडच्या इलेक्ट्रोकेमिकल उत्पादनात एक आदर्श बदल दर्शवतात," असे सह-लेखक नेयरलिन म्हणाले. "छिद्रित पडद्याची रचना मागील डिझाइनची जटिलता कमी करते आणि इतर इलेक्ट्रोकेमिकल कार्बन डायऑक्साइड रूपांतरण उपकरणांची ऊर्जा कार्यक्षमता आणि टिकाऊपणा सुधारण्यासाठी देखील वापरली जाऊ शकते."
कोणत्याही वैज्ञानिक प्रगतीप्रमाणे, खर्चाचे घटक आणि आर्थिक व्यवहार्यता समजून घेणे महत्त्वाचे आहे. विविध विभागांमध्ये काम करताना, NREL संशोधक झे हुआंग आणि ताओ लिंग यांनी एक तांत्रिक-आर्थिक विश्लेषण सादर केले ज्यामध्ये अक्षय विजेचा खर्च प्रति किलोवॅट-तास २.३ सेंट किंवा त्यापेक्षा कमी असताना आजच्या औद्योगिक फॉर्मिक अॅसिड उत्पादन प्रक्रियेसह खर्च समता साध्य करण्याचे मार्ग ओळखण्यात आले.
"संघाने व्यावसायिकरित्या उपलब्ध उत्प्रेरक आणि पॉलिमर मेम्ब्रेन मटेरियल वापरून हे निकाल साध्य केले, तर आधुनिक इंधन पेशी आणि हायड्रोजन इलेक्ट्रोलिसिस प्लांटच्या स्केलेबिलिटीचा फायदा घेणारी MEA डिझाइन तयार केली," नीअरलिन म्हणाले.
"या संशोधनाचे निकाल अक्षय वीज आणि हायड्रोजन वापरून कार्बन डायऑक्साइडचे इंधन आणि रसायनांमध्ये रूपांतर करण्यास मदत करू शकतात, ज्यामुळे स्केल-अप आणि व्यावसायीकरणाकडे संक्रमण वेगवान होऊ शकते."
इलेक्ट्रोकेमिकल रूपांतरण तंत्रज्ञान हे NREL च्या इलेक्ट्रॉन्स टू मॉलेक्यूल्स प्रोग्रामचा एक मुख्य घटक आहे, जो पुढील पिढीतील अक्षय हायड्रोजन, शून्य इंधन, रसायने आणि विद्युत चालित प्रक्रियांसाठी साहित्य यावर लक्ष केंद्रित करतो.
"आमचा कार्यक्रम कार्बन डायऑक्साइड आणि पाण्यासारख्या रेणूंना ऊर्जा स्रोत म्हणून काम करू शकणाऱ्या संयुगांमध्ये रूपांतरित करण्यासाठी अक्षय वीज वापरण्याचे मार्ग शोधत आहे," असे एनआरईएलच्या इंधन उत्पादनासाठी इलेक्ट्रॉन ट्रान्सफर आणि/किंवा प्रिकर्सर्स स्ट्रॅटेजीचे संचालक रँडी कॉर्ट्राइट म्हणाले. किंवा रसायने."
"हे इलेक्ट्रोकेमिकल रूपांतरण संशोधन एक प्रगती प्रदान करते जे विविध इलेक्ट्रोकेमिकल रूपांतरण प्रक्रियांमध्ये वापरले जाऊ शकते आणि आम्हाला या गटाकडून अधिक आशादायक निकालांची अपेक्षा आहे."
अधिक माहिती: लेमिंग हू आणि इतर, CO2 चे फॉर्मिक अॅसिडमध्ये कार्यक्षम इलेक्ट्रोकेमिकल रूपांतरणासाठी स्केलेबल मेम्ब्रेन इलेक्ट्रोड असेंब्ली आर्किटेक्चर, नेचर कम्युनिकेशन्स (२०२३). DOI: १०.१०३८/s४१४६७-०२३-४३४०९-६
जर तुम्हाला या पृष्ठावरील मजकूर संपादित करण्याची चूक आढळली, किंवा तुम्हाला काही चूक आढळली, किंवा तुम्हाला या पृष्ठावरील मजकूर संपादित करण्याची विनंती करायची असेल, तर कृपया हा फॉर्म वापरा. ​​सामान्य प्रश्नांसाठी, कृपया आमचा संपर्क फॉर्म वापरा. ​​सामान्य अभिप्रायासाठी, खालील सार्वजनिक टिप्पण्या विभाग वापरा (सूचनांचे अनुसरण करा).
तुमचा अभिप्राय आमच्यासाठी खूप महत्त्वाचा आहे. तथापि, संदेशांची संख्या जास्त असल्याने, आम्ही वैयक्तिकृत प्रतिसादाची हमी देऊ शकत नाही.
तुमचा ईमेल पत्ता फक्त ईमेल पाठवणाऱ्या प्राप्तकर्त्यांना सांगण्यासाठी वापरला जातो. तुमचा पत्ता किंवा प्राप्तकर्त्याचा पत्ता इतर कोणत्याही कारणासाठी वापरला जाणार नाही. तुम्ही प्रविष्ट केलेली माहिती तुमच्या ईमेलमध्ये दिसेल आणि टेक एक्सप्लोरद्वारे कोणत्याही स्वरूपात ती संग्रहित केली जाणार नाही.
ही वेबसाइट नेव्हिगेशन सुलभ करण्यासाठी, आमच्या सेवांच्या तुमच्या वापराचे विश्लेषण करण्यासाठी, जाहिरात वैयक्तिकरण डेटा गोळा करण्यासाठी आणि तृतीय पक्षांकडून सामग्री प्रदान करण्यासाठी कुकीज वापरते. आमची वेबसाइट वापरून, तुम्ही कबूल करता की तुम्ही आमचे गोपनीयता धोरण आणि वापराच्या अटी वाचल्या आहेत आणि समजून घेतल्या आहेत.