Artikel ieu parantos diulas saluyu sareng prosedur sareng kawijakan éditorial Science X. Para éditor parantos nekenkeun kualitas-kualitas ieu bari mastikeun integritas eusina:
Karbon dioksida (CO2) mangrupikeun sumber daya penting pikeun kahirupan di Bumi sareng gas rumah kaca anu nyumbang kana pemanasan global. Ayeuna, para ilmuwan nuju nalungtik karbon dioksida salaku sumber daya anu ngajangjikeun pikeun produksi bahan bakar karbon rendah anu tiasa dianyari sareng produk kimia anu berharga tinggi.
Tangtangan pikeun para panalungtik nyaéta pikeun ngaidentipikasi cara anu efisien sareng efektif biaya pikeun ngarobah karbon dioksida janten zat antara karbon anu kualitasna luhur sapertos karbon monoksida, metanol atanapi asam format.
Tim panalungtikan anu dipingpin ku KK Neuerlin ti Laboratorium Énergi Terbarukan Nasional (NREL) sareng kolaborator di Laboratorium Nasional Argonne sareng Laboratorium Nasional Oak Ridge parantos mendakan solusi anu ngajangjikeun pikeun masalah ieu. Tim ieu ngembangkeun metode konvérsi pikeun ngahasilkeun asam format tina karbon dioksida nganggo listrik terbarukan kalayan efisiensi énergi anu luhur sareng daya tahan.
Panilitian anu judulna "Arsitéktur rakitan éléktroda mémbran anu tiasa diskalakeun pikeun konvérsi éléktrokimia karbon dioksida janten asam format anu efisien," dipedalkeun dina jurnal Nature Communications.
Asam format mangrupikeun zat antara kimia anu poténsial kalayan rupa-rupa aplikasi, khususna salaku bahan baku dina industri kimia atanapi biologis. Asam format ogé parantos diidentifikasi salaku bahan baku pikeun biorefining janten bahan bakar penerbangan anu bersih.
Éléktrolisis CO2 ngahasilkeun réduksi CO2 jadi zat antara kimiawi saperti asam format atawa molekul saperti étiléna nalika poténsial listrik diterapkeun kana sél éléktrolitik.
Rakitan mémbran-éléktroda (MEA) dina éléktrolisér biasana diwangun ku mémbran konduktor ion (mémbran tukeur kation atanapi anion) anu diapit di antara dua éléktroda anu diwangun ku éléktrokatalis sareng polimér konduktor ion.
Ngagunakeun kaahlian tim dina téknologi sél bahan bakar sareng éléktrolisis hidrogén, aranjeunna nalungtik sababaraha konfigurasi MEA dina sél éléktrolitik pikeun ngabandingkeun réduksi éléktrokimia CO2 kana asam format.
Dumasar kana analisis kagagalan tina rupa-rupa desain, tim ieu narékahan pikeun ngamangpaatkeun watesan sét bahan anu aya, khususna kurangna panolakan ion dina mémbran tukeur anion ayeuna, sareng nyederhanakeun desain sistem sacara umum.
Panemuan ku KS Neierlin sareng Leiming Hu ti NREL nyaéta éléktrolisér MEA anu ditingkatkeun nganggo mémbran tukeur kation perforasi énggal. Mémbran perforasi ieu nyayogikeun produksi asam format anu konsisten sareng selektif pisan sareng ngagampangkeun desain ku ngagunakeun komponén anu tos aya.
"Hasil panilitian ieu ngagambarkeun parobahan paradigma dina produksi éléktrokimia asam organik sapertos asam format," saur ko-panulis Neierlin. "Struktur mémbran anu dilubangi ngirangan kompleksitas desain sateuacana sareng ogé tiasa dianggo pikeun ningkatkeun efisiensi énergi sareng daya tahan alat konvérsi karbon dioksida éléktrokimia anu sanés."
Sapertos kamajuan ilmiah sanésna, penting pikeun ngartos faktor biaya sareng kalayakan ékonomi. Damel di sakumna departemén, panaliti NREL Zhe Huang sareng Tao Ling nampilkeun analisis tekno-ékonomi anu ngaidentipikasi cara pikeun ngahontal paritas biaya sareng prosés produksi asam format industri ayeuna nalika biaya listrik anu tiasa dianyarikeun aya dina atanapi di handap 2,3 sén per kilowatt-jam.
"Tim ngahontal hasil ieu nganggo katalis anu sayogi sacara komersil sareng bahan mémbran polimér, bari nyiptakeun desain MEA anu ngamangpaatkeun skalabilitas sél bahan bakar modéren sareng pabrik éléktrolisis hidrogén," saur Neierlin.
"Hasil tina ieu panalungtikan tiasa ngabantosan ngarobih karbon dioksida janten bahan bakar sareng bahan kimia nganggo listrik sareng hidrogén anu tiasa dianyari, ngagancangkeun transisi kana skala-up sareng komersialisasi."
Téhnologi konvérsi éléktrokimia mangrupikeun unsur inti tina program Éléktron ka Molekul NREL, anu museur kana hidrogén anu tiasa dianyarikeun generasi salajengna, bahan bakar nol, bahan kimia sareng bahan pikeun prosés anu didorong ku listrik.
"Program kami nuju nalungtik cara-cara pikeun ngagunakeun listrik anu tiasa dianyari pikeun ngarobih molekul sapertos karbon dioksida sareng cai janten sanyawa anu tiasa janten sumber énergi," saur Randy Cortright, diréktur strategi transfer éléktron sareng/atanapi prékursor NREL pikeun produksi bahan bakar atanapi bahan kimia."
"Panalungtikan konvérsi éléktrokimia ieu nyayogikeun hiji kamajuan anu tiasa dianggo dina rupa-rupa prosés konvérsi éléktrokimia, sareng kami ngarep-ngarep hasil anu langkung ngajangjikeun ti grup ieu."
Inpormasi salajengna: Leiming Hu et al., Arsitektur rakitan éléktroda mémbran anu tiasa diskalakeun pikeun konvérsi éléktrokimia CO2 kana asam format anu efisien, Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-43409-6
Upami anjeun mendakan salah ketik, teu akurat, atanapi hoyong ngalebetkeun pamundut pikeun ngédit eusi dina halaman ieu, mangga anggo formulir ieu. Pikeun patarosan umum, mangga anggo formulir kontak kami. Pikeun eupan balik umum, anggo bagian koméntar umum di handap (turutan pitunjukna).
Eupan balik ti anjeun penting pisan kanggo kami. Nanging, kusabab seueurna pesen, kami henteu tiasa ngajamin réspon anu dipersonalisasi.
Alamat surélék anjeun ngan dianggo pikeun ngawartosan panampi saha anu ngirim surélék. Boh alamat anjeun atanapi alamat panampi moal dianggo pikeun tujuan anu sanés. Inpormasi anu anjeun lebetkeun bakal muncul dina surélék anjeun sareng moal disimpen ku Tech Xplore dina bentuk naon waé.
Website ieu nganggo cookies pikeun ngagampangkeun navigasi, nganalisis panggunaan jasa kami, ngumpulkeun data personalisasi iklan, sareng nyayogikeun eusi ti pihak katilu. Ku ngagunakeun website kami, anjeun ngaku yén anjeun parantos maca sareng ngartos Kabijakan Privasi sareng Sarat Panggunaan kami.