15:59 2022-07-06
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Chimia alimentată cu energie solară utilizează dioxid de carbon și apă pentru a face materie primă pentru combustibili, substanțe chimice
_ Chimia alimentată cu energie solară folosește carbon dioxidul și apa pentru a face materie primă pentru combustibili, substanțe chimice
Gazul de sinteză alimentat de energie solară ar putea recicla dioxidul de carbon în combustibili și substanțe chimice utile, a arătat o echipă internațională de cercetători.
„Dacă am poate genera gaz de sinteză din dioxid de carbon utilizând numai energia solară, îl putem folosi ca precursor pentru metanol și alte substanțe chimice și combustibili. Acest lucru va reduce semnificativ emisiile totale de CO2", a spus Zetian Mi, profesor de inginerie electrică și informatică la Universitatea din Michigan. , care a condus studiul publicat în Proceedings of the National Academy of Science.
Compus în principal din hidrogen și monoxid de carbon cu puțin metan, gazul de sinteză este obținut în mod obișnuit din combustibili fosili cu ajutorul electricității. În plus, substanțe chimice toxice sunt adesea adăugate pentru a face procesul mai eficient.
„Noul nostru proces este de fapt destul de simplu, dar este interesant pentru că nu este toxic, este durabil și este foarte rentabil”, a spus Roksana. Rashid, primul autor al studiului, care a efectuat experimentele în calitate de doctorand în inginerie electrică și informatică la Universitatea McGill din Canada.
Pentru a crea un proces care folosește doar energie solară, grupul lui Mi a depășit dificultatea scindarea moleculelor de dioxid de carbon, care sunt printre cele mai stabile din univers. Pentru aceasta, au presărat o pădure de nanofire semiconductoare cu nanoparticule. Acele nanoparticule, realizate din aur acoperit cu oxid de crom, au atras moleculele de dioxid de carbon și le-au îndoit, slăbind legăturile dintre carbon și oxigen.
Nanofirele de nitrură de galiu foloseau energia luminii pentru a elibera electronii și pentru a elibera electronii pozitivi. spații încărcate pe care le lasă în urmă, cunoscute sub numele de găuri. Găurile despart moleculele de apă, separând protonii (hidrogenul) de oxigen. Apoi, la catalizatorii metalici, electronii despart dioxidul de carbon, producând monoxid de carbon și uneori atragând hidrogenul liber pentru a face metan. Sunt în curs de dezvoltare procese de separare a oxigenului de celelalte gaze.
„Tehnologia noastră aruncă lumină asupra modului de a construi producția distribuită de gaz de sinteză din aer, apă și lumina soarelui”, a spus Baowen Zhou, co-autorul corespondent al studiului. studiu cu Mi și un fost cercetător postdoctoral în laboratorul lui Mi de la Universitatea McGill și U-M.
Prin schimbarea raportului dintre aur și oxid de crom din nanoparticule, echipa lui Mi a reușit să controleze cantitățile relative de hidrogen și monoxid de carbon produs în reacție. Acest lucru este important deoarece raportul dintre hidrogen și monoxid de carbon afectează cât de ușor este să produci un tip de combustibil sau substanță chimică.
„Ceea ce este surprinzător este sinergia dintre aur și oxidul de crom pentru a reduce CO2 la gaz de sinteză eficient și reglabil. Acest lucru nu a fost posibil cu un singur catalizator metalic", a spus Mi. „Acest lucru deschide multe oportunități interesante care nu au fost luate în considerare anterior.”
Configurația de gaz de sinteză reglabilă a Mi folosește procese standard de producție industrială și este scalabilă. În timp ce Rashid a folosit apă distilată în acest experiment, apa de mare și alte soluții de electroliți sunt, de asemenea, de așteptat să funcționeze, iar Mi le-a folosit în studii legate de divizarea apei.
„Semiconductorul pe care îl folosim ca absorbant de lumină se bazează. pe siliciu și nitrură de galiu, care sunt cei mai des produși semiconductori, și folosim foarte puțin material pentru nitrură de galiu. Fiecare nanofir are o grosime de aproximativ un micrometru", a spus Mi.
Următorul obiectiv al lui Mi este de a crește eficiența dispozitivului, care este în prezent la 0,89%. Când 10% din energia luminoasă este convertită în energie chimică, el speră că tehnologia ar putea vedea tehnologia să fie adoptată pentru energia regenerabilă, similar celulelor solare.
Comentarii:
Adauga Comentariu