Lazer texnologiyasidagi yutuqlar toza yoqilg'i va energiya uchun yangi ko'rinishlarni ochadi

Olimlar kelajakda toza yoqilg'i va energiya texnologiyalari uchun yo'l ochadigan lazer texnologiyasini ishlab chiqdilar.

Biz zudlik bilan qazib olinadigan yoqilg'i, neft va tabiiy gazni almashtirishning ekologik toza va barqaror usullariga muhtojmiz. Karbonat angidrid (CO2) qazib olinadigan yoqilg'iga tayanadigan barcha faoliyat va manbalar tomonidan ishlab chiqariladigan ko'p miqdorda chiqindi mahsulotdir. Taxminan 35 milliard metrik tonna karbonat angidrid bizning havoga chiqariladi sayyora atmosfera har yili butun dunyo bo'ylab elektr energiyasi ishlab chiqaruvchi elektr stantsiyalari, transport vositalari va sanoat inshootlarining chiqindi mahsuloti sifatida. CO2 ning global iqlimga ta'sirini yumshatish uchun, bu isrof qilingan CO2 foydalanishga yaroqli holga keltirilishi mumkin quvvat uglerod oksidi va boshqa ko'p energiya manbalari kabi. Masalan, suv bilan reaksiyaga kirishish CO2 energiyaga boy vodorod gazini hosil qiladi, vodorod bilan reaksiyaga kirishganda uglevodorodlar yoki spirt kabi foydali kimyoviy moddalar hosil qiladi. Bunday mahsulotlar turli maqsadlarda va global sanoat miqyosida ham ishlatilishi mumkin.

Elektrokatalizatorlar elektrokimyoviy reaktsiyalarda ishtirok etadigan katalizatorlardir - kimyoviy reaksiya sodir bo'lganda, lekin elektr quvvati ham ishtirok etadi. Misol uchun, to'g'ri katalizator suvni boshqariladigan tarzda hosil qilish uchun vodorod va kislorodni reaksiyaga kirishiga yordam berishi mumkin, aks holda bu ikki gazning tasodifiy aralashmasi bo'ladi. Yoki hatto vodorod va kislorodni yoqish orqali elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun. Elektrokatalizatorlar kimyoviy reaktsiyalar tezligini o'zgartiradi yoki oshiradi, reaktsiyada o'zlarini iste'mol qilmaydi. CO2 kontekstida elektrokatalizatorlar CO2 ni kerakli darajada kamaytirishda "bosqichma-bosqich o'zgarish" samaradorligiga erishish nuqtai nazaridan tegishli va istiqbolli deb hisoblanadi.

Afsuski, bu elektrokatalizatorlar qanday ishlashining aniq mexanizmi to'liq tushunilmagan va eritmadagi faol bo'lmagan molekulalarning "shovqinlari" bilan qisqa muddatli oraliq molekula qatlamlarini farqlash muhim muammo bo'lib qolmoqda. Mexanizmning bunday cheklangan tushunchasi elektrokatalizatorlar dizaynidagi har qanday mumkin bo'lgan o'zgarishlarda qiyinchiliklarni keltirib chiqaradi.

Buyuk Britaniyaning Liverpul universiteti olimlari a lazer-da chop etilgan tadqiqotida karbonat angidridni in-situ elektrokimyoviy kamaytirish uchun spektroskopiyaga asoslangan texnikasi. Tabiat katalizi. Ular birinchi marta tebranish yig'indisi chastotasini yaratish yoki VSFG spektroskopiyasini elektrokimyoviy tajribalar bilan birga istiqbolli CO3 kamaytirish elektrokatalizatori sifatida qaraladigan katalizatorni (Mn (bpy) (CO) 2Br) o'rganish uchun ishlatgan. Reaksiyaning katalitik siklida juda qisqa vaqt oralig'ida mavjud bo'lgan hal qiluvchi vositachilarning xatti-harakati birinchi marta kuzatildi. VSFG texnologiyasi katalitik tsikldagi juda qisqa umr ko'radigan turlarning xatti-harakati va harakatini kuzatish imkonini beradi va shuning uchun elektrokatalizatorlar qanday ishlashini tushunishga yordam beradi. Shunday qilib, elektrokatalizatorlarning kimyoviy reaktsiyada qanday ishlashining aniq harakati tushuniladi.

Ushbu tadqiqot ba'zi murakkab kimyoviy yo'llar haqida tushuncha beradi va bizga elektrokatalizatorlar uchun yangi dizaynlarni yaratishga imkon beradi. Tadqiqotchilar allaqachon ushbu texnikaning sezgirligini qanday yaxshilashni o'rganmoqdalar va signal va shovqin nisbati uchun yangi aniqlash tizimini ishlab chiqmoqdalar. Ushbu yondashuv samaradorlik yo'llarini ochishga yordam beradi toza yoqilg'i uchun ko'proq imkoniyatlar to'playdi toza energiya. Tijorat darajasida ko'proq samaradorlikka erishish uchun bunday jarayon oxir-oqibat sanoat miqyosida kengaytirilishi kerak. Yoqilg'i yoqilg'isini yoqish zavodlarida ishlab chiqarilgan katta hajmdagi CO2 bilan ishlash sanoat rivojlanishini talab qiladi.

***

Manba (lar)

Neri G va boshqalar. 2018. Yerda ko'p bo'lgan katalizator tomonidan karbonat angidridni kamaytirish vaqtida elektrod yuzasida katalitik vositachilarni aniqlash. Tabiat katalizi. https://doi.org/10.17638/datacat.liverpool.ac.uk/533

***