Fenoy ny taratasy etsy ambany dia halefanay mailaka aminao ny dikan-teny PDF momba ny "fanatsarana ny teknolojia vaovao hanovana ny gazy karbonika ho solika"
Ny gazy karbonika (CO2) dia vokatry ny fandoroana solika fôsily sy ny entona mampidi-doza mahazatra indrindra, izay azo avadika ho solika mahasoa amin'ny fomba maharitra. Ny fomba iray mampanantena hanova ny entona CO2 ho famatsiana solika dia dingana iray antsoina hoe fampihenana electrochemical. Saingy mba hahavitana ara-barotra, mila hatsaraina ny dingana mba hisafidianana na hamokarana vokatra be karbaona tiana kokoa. Ankehitriny, araka ny notaterina tao amin'ny gazety Nature Energy, Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) dia namolavola fomba vaovao hanatsarana ny endrik'ilay catalyst varahina ampiasaina amin'ny fanehoan-kevitra fanampiny, ka mampitombo ny fifantenana ny dingana.
"Na dia fantatsika aza fa ny varahina no mpanentana tsara indrindra amin'ity fanehoan-kevitra ity, dia tsy manome fifantenana avo lenta ho an'ny vokatra tadiavina," hoy i Alexis, mpahay siansa zokiolona ao amin'ny Departemantan'ny Siansa simika ao amin'ny Berkeley Lab ary mpampianatra injeniera simika ao amin'ny Oniversite. California, Berkeley. hoy i Spell. "Hitaky ny ekipanay fa afaka mampiasa ny tontolon'ny catalyst eo an-toerana ianao mba hanao tetika isan-karazany mba hanomezana karazana fifantenana ity."
Tamin'ny fanadihadiana teo aloha, nametraka fepetra mazava tsara ny mpikaroka mba hanomezana tontolo elektrika sy simika tsara indrindra amin'ny famoronana vokatra misy karbaona misy vidiny ara-barotra. Saingy ireo fepetra ireo dia mifanohitra amin'ny toe-javatra izay mitranga voajanahary amin'ny selan-tsolika mahazatra amin'ny fampiasana akora conductive mifototra amin'ny rano.
Mba hamaritana ny endrika azo ampiasaina ao amin'ny tontolo iainana ranon-tsolika, ao anatin'ny tetikasa Energy Innovation Center an'ny Minisiteran'ny Angovo's Liquid Sunshine Alliance, Bell sy ny ekipany dia nitodika tany amin'ny sosona ionomer manify, izay mamela ny fiampangana sasany. molekiola (ions) mandalo. Esory ny ion hafa. Noho ny toetrany simika tena voafantina, izy ireo dia mety indrindra amin'ny fiantraikany mahery vaika amin'ny microenvironment.
Chanyeon Kim, mpikaroka momba ny postdoctoral ao amin'ny vondrona Bell ary mpanoratra voalohany amin'ny taratasy, dia nanolo-kevitra ny hametahana ny endrik'ireo catalyst varahina miaraka amin'ny ionomera mahazatra roa, Nafion sy Sustainion. Ny ekipa dia nihevitra fa ny fanaovana izany dia tokony hanova ny tontolo manodidina ny catalyst — ao anatin'izany ny pH sy ny habetsahan'ny rano ary ny gazy karbonika — amin'ny fomba sasany hitarihana ny fanehoan-kevitra hamokatra vokatra misy karbônina izay azo ovaina mora ho zavatra simika mahasoa. Vokatra sy solika lasantsy.
Ny mpikaroka dia nametraka sosona manify ny ionomera tsirairay sy sosona roa sosona ionomera roa tamin'ny sarimihetsika varahina tohanan'ny akora polymère mba hamoronana sarimihetsika, izay azony ampidirina eo akaikin'ny tendrony iray amin'ny sela electrochemical miendrika tanana. Rehefa manindrona gazy karbonika ao amin'ny bateria sy mampihatra ny voltase, dia norefesiny ny totalin'ny ankehitriny mikoriana amin'ny bateria. Avy eo dia norefesiny ny entona sy ny ranon-javatra nangonina tao amin'ny fitahirizana teo akaiky nandritra ny fanehoan-kevitra. Ho an'ny tranga roa sosona, hitan'izy ireo fa ny vokatra misy karbônina dia mitentina 80% amin'ny angovo lanin'ny fanehoan-kevitra-ambony noho ny 60% amin'ny tranga tsy misy coating.
"Ity coating sandwich ity dia manome ny tsara indrindra amin'ny tontolo roa: fifantenana vokatra avo lenta sy hetsika avo lenta," hoy i Bell. Ny endrik'ireo sosona roa sosona dia tsy tsara ho an'ny vokatra misy karbaona fotsiny, fa koa miteraka rivo-mahery amin'ny fotoana iray, manondro ny fitomboan'ny asa.
Ny mpikaroka dia nanatsoaka hevitra fa ny valin-kafatra nohatsaraina dia vokatry ny fatran'ny CO2 avo lenta miangona ao amin'ny coating mivantana eo ambonin'ny varahina. Ankoatr'izay, ny molekiola misy fiampangana miiba miangona ao amin'ny faritra eo anelanelan'ny ionomera roa dia hamokatra asidra eo an-toerana. Ity fampifangaroana ity dia manonitra ny fifanakalozam-barotra izay matetika mitranga amin'ny tsy fisian'ny sarimihetsika ionomer.
Mba hanatsarana bebe kokoa ny fahombiazan'ny fanehoan-kevitra, ny mpikaroka dia nitodika tany amin'ny teknolojia efa voaporofo teo aloha izay tsy mitaky sarimihetsika ionomer ho fomba iray hafa hampitomboana ny CO2 sy pH: pulsed voltage. Tamin'ny alàlan'ny fampiharana ny voltase pulsed amin'ny coating ionomer double-layer, ny mpikaroka dia nahatratra 250% ny fitomboan'ny vokatra misy karbaona raha oharina amin'ny varahina tsy voahidy sy ny static.
Na dia mifantoka amin'ny famoronana catalysts vaovao aza ny mpikaroka sasany, ny fahitana ny catalyst dia tsy miraharaha ny fepetra fiasana. Ny fifehezana ny tontolo iainana eo amin'ny sehatry ny catalyst dia fomba vaovao sy hafa.
"Tsy namorona catalyst vaovao tanteraka izahay, fa nampiasa ny fahatakaranay momba ny kinetika fanehoan-kevitra ary nampiasa izany fahalalana izany mba hitarihana anay amin'ny fieritreretana ny fomba hanovana ny tontolon'ny tranokalan'ny catalyst," hoy i Adam Weber, injeniera zokiolona. Mpahay siansa amin'ny sehatry ny teknolojia angovo ao amin'ny Berkeley Laboratories ary mpiara-manoratra lahatsoratra.
Ny dingana manaraka dia ny fanitarana ny famokarana catalysts coated. Ny andrana savaranonando nataon'ny ekipan'ny Berkeley Lab dia nahitana rafitra maodely fisaka kely, izay tsotra kokoa noho ireo rafitra porous amin'ny faritra midadasika ilaina amin'ny fampiharana ara-barotra. “Tsy sarotra ny manao coating amin'ny tany fisaka. Saingy ny fomba ara-barotra dia mety ahitana ny fametahana baolina varahina bitika, "hoy i Bell. Manjary sarotra ny manampy sosona faharoa amin'ny coating. Ny azo atao dia ny mampifangaro sy mametraka ireo coatings roa miaraka amin'ny solvent, ary manantena fa hisaraka izy ireo rehefa lasa etona ny solvent. Ahoana raha tsy manao izany izy ireo? Namarana ny teniny i Bell hoe: “Mila hendry kokoa isika.” Jereo ny Kim C, Bui JC, Luo X ary ny hafa. Ny microenvironment catalyst namboarina ho an'ny fampihenana elektrônika ny CO2 amin'ny vokatra karbaona marobe amin'ny alàlan'ny coating ionomer roa sosona amin'ny varahina. Nat Energy. 2021;6(11):1026-1034. doi:10.1038/s41560-021-00920-8
Ity lahatsoratra ity dia nalaina avy amin'ny fitaovana manaraka. Fanamarihana: Ny fitaovana dia mety ho voaova noho ny halavany sy ny atiny. Raha mila fanazavana fanampiny dia mifandraisa amin'ilay loharano voatonona.
Fotoana fandefasana: Nov-22-2021
