دا مقاله د ساینس ایکس د اداری طرزالعملونو او پالیسیو سره سم بیاکتنه شوې ده. مدیرانو د محتوا بشپړتیا ډاډمن کولو پرمهال لاندې ځانګړتیاو باندې ټینګار کړی دی:
کاربن ډای اکسایډ (CO2) په ځمکه کې د ژوند لپاره یوه اړینه سرچینه ده او د شنو خونو ګاز چې د نړیوالې تودوخې سره مرسته کوي. نن ورځ، ساینس پوهان د کاربن ډای اکسایډ مطالعه کوي د نوي کیدونکي، ټیټ کاربن سونګ توکو او لوړ ارزښت لرونکي کیمیاوي محصولاتو تولید لپاره د یوې ژمنې سرچینې په توګه.
د څېړونکو لپاره ننګونه دا ده چې د کاربن ډای اکسایډ د لوړ کیفیت لرونکي کاربن منځګړیو لکه کاربن مونو اکساید، میتانول یا فارمیک اسید بدلولو لپاره اغیزمنې او ارزانه لارې وپیژني.
د ملي تجدید وړ انرژۍ لابراتوار (NREL) د KK نیورلین په مشرۍ د څیړنې ټیم او د ارګون ملي لابراتوار او اوک ریج ملي لابراتوار همکارانو د دې ستونزې لپاره یوه هیله بښونکې حل لاره موندلې ده. ټیم د لوړ انرژۍ موثریت او دوامدارۍ سره د نوي کیدونکي بریښنا په کارولو سره د کاربن ډای اکسایډ څخه د فارمیک اسید تولید لپاره د تبادلې میتود رامینځته کړی.
دا څېړنه، چې سرلیک یې دی "د کاربن ډای اکسایډ د فارمیک اسید ته د مؤثره الیکټرو کیمیکل بدلون لپاره د پیمانه وړ غشا الکترود اسمبلۍ جوړښت"، د نیچر کمیونیکیشنز په ژورنال کې خپره شوې.
فورمیک اسید یو احتمالي کیمیاوي منځګړی دی چې د غوښتنلیکونو پراخه لړۍ لري، په ځانګړې توګه په کیمیاوي یا بیولوژیکي صنعتونو کې د خامو موادو په توګه. فورمیک اسید د پاکو هوایی سونګ توکو ته د بایو ریفائن کولو لپاره د فیډ سټاک په توګه هم پیژندل شوی.
د CO2 الکترولیسس د CO2 د کیمیاوي منځګړیو لکه فارمیک اسید یا مالیکولونو لکه ایتیلین ته د کمولو لامل کیږي کله چې بریښنایی پوټینشن په الکترولیټیک حجرو باندې پلي کیږي.
په الیکټرولایزر کې د غشا الکترود اسمبلۍ (MEA) معمولا د ایون چلونکي غشا (کیټیشن یا د انیون تبادلې غشا) څخه جوړه وي چې د دوو الکترودونو ترمنځ سینڈویچ کیږي چې یو الیکټروکاتلیست او یو ایون چلونکي پولیمر لري.
د سونګ حجرو ټیکنالوژیو او هایدروجن الکترولیسس کې د ټیم د تخصص په کارولو سره، دوی په الکترولیټیک حجرو کې د MEA څو تشکیلات مطالعه کړل ترڅو د CO2 الیکټرو کیمیکل کمښت د فارمیک اسید سره پرتله کړي.
د مختلفو ډیزاینونو د ناکامۍ تحلیل پراساس، ټیم هڅه وکړه چې د موجوده موادو سیټونو محدودیتونه، په ځانګړې توګه د اوسني انیون تبادلې غشا کې د ایون ردولو نشتوالی، او د سیسټم ټولیز ډیزاین ساده کړي.
د NREL د KS Neierlin او Leiming Hu لخوا اختراع د MEA یو ښه شوی الکترولائزر و چې د نوي سوراخ شوي کیشن تبادلې جھلی په کارولو سره کارول کیده. دا سوراخ شوی جھلی دوامداره، خورا انتخابي فارمیک اسید تولید چمتو کوي او د شیلف څخه بهر اجزاو په کارولو سره ډیزاین ساده کوي.
"د دې مطالعې پایلې د عضوي اسیدونو لکه فارمیک اسید په الیکټرو کیمیکل تولید کې د نمونې بدلون استازیتوب کوي،" شریک لیکوال نییرلین وویل. "د سوراخ شوي غشا جوړښت د پخوانیو ډیزاینونو پیچلتیا کموي او د نورو الیکټرو کیمیکل کاربن ډای اکسایډ تبادلې وسیلو د انرژۍ موثریت او دوام ښه کولو لپاره هم کارول کیدی شي."
لکه څنګه چې د هر ساینسي پرمختګ سره، دا مهمه ده چې د لګښت عوامل او اقتصادي امکانات درک شي. په ټولو څانګو کې کار کولو سره، د NREL څیړونکو ژي هوانګ او تاو لینګ یو تخنیکي-اقتصادي تحلیل وړاندې کړ چې د نن ورځې صنعتي فارمیک اسید تولید پروسو سره د لګښت برابرۍ ترلاسه کولو لارې چارې په ګوته کوي کله چې د نوي کیدونکي بریښنا لګښت په هر کیلو واټ ساعت کې 2.3 سینټ یا له هغې څخه کم وي.
"ټیم دا پایلې د سوداګریزو کتلستونو او پولیمر جھلی موادو په کارولو سره ترلاسه کړې، پداسې حال کې چې د MEA ډیزاین رامینځته کوي چې د عصري سونګ حجرو او هایدروجن الکترولیسس فابریکو د پیمانه کولو وړتیا څخه ګټه پورته کوي،" نییرلین وویل.
"د دې څیړنې پایلې کولی شي د نوي کیدونکي بریښنا او هایدروجن په کارولو سره کاربن ډای اکسایډ په سونګ توکو او کیمیاوي موادو بدلولو کې مرسته وکړي، د پیمانه لوړولو او سوداګریز کولو ته لیږد ګړندی کړي."
د الکترو کیمیاوي تبادلې ټیکنالوژي د NREL د الکترون څخه مالیکولونو پروګرام اصلي عنصر دی، کوم چې د راتلونکي نسل نوي کیدونکي هایدروجن، صفر سونګ موادو، کیمیاوي موادو او د بریښنایی چلولو پروسو لپاره موادو باندې تمرکز کوي.
"زموږ پروګرام د نوي کیدونکي بریښنا کارولو لپاره لارې چارې لټوي ترڅو د کاربن ډای اکسایډ او اوبو په څیر مالیکولونه په مرکباتو بدل کړي چې کولی شي د انرژۍ سرچینو په توګه کار وکړي،" رینډي کورټریټ وویل، د NREL د الکترون لیږد او/یا د سونګ توکو تولید یا کیمیاوي موادو لپاره د مخکینیو ستراتیژۍ رییس.
"دا د الکترو کیمیاوي تبادلې څیړنه یو پرمختګ وړاندې کوي چې د الکترو کیمیاوي تبادلې په مختلفو پروسو کې کارول کیدی شي، او موږ د دې ډلې څخه د نورو امید ورکوونکو پایلو ته سترګې په لار یو."
نور معلومات: لییمینګ هو او نور، د CO2 د فارمیک اسید ته د مؤثره الیکټرو کیمیکل بدلون لپاره د توزیع وړ جھلی الکترود اسمبلۍ جوړښت، د طبیعت مخابرات (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-43409-6
که تاسو د لیکلو، غلطۍ سره مخ شئ، یا غواړئ چې پدې پاڼه کې د مینځپانګې د سمولو غوښتنه وسپارئ، مهرباني وکړئ دا فورمه وکاروئ. د عمومي پوښتنو لپاره، مهرباني وکړئ زموږ د اړیکې فورمه وکاروئ. د عمومي نظر لپاره، لاندې د عامه نظرونو برخې څخه کار واخلئ (لارښوونې تعقیب کړئ).
ستاسو نظر زموږ لپاره ډېر مهم دی. خو د پیغامونو د لوړ حجم له امله، موږ نشو کولی د شخصي ځواب تضمین وکړو.
ستاسو د برېښنالیک پته یوازې د هغو ترلاسه کونکو ته د خبر ورکولو لپاره کارول کیږي چې بریښنالیک یې لیږلی دی. نه ستاسو پته او نه هم د ترلاسه کونکي پته د کوم بل هدف لپاره کارول کیږي. هغه معلومات چې تاسو یې داخل کوئ ستاسو په برېښنالیک کې به څرګند شي او د ټیک ایکسپلور لخوا به په هیڅ ډول زیرمه نشي.
دا ویب پاڼه د نیویګیشن اسانتیا لپاره کوکیز کاروي، زموږ د خدماتو ستاسو کارول تحلیلوي، د اعلاناتو شخصي کولو معلومات راټولوي، او د دریمې ډلې څخه مینځپانګه چمتو کوي. زموږ د ویب پاڼې په کارولو سره، تاسو دا منئ چې تاسو زموږ د محرمیت پالیسي او د کارولو شرایط لوستلي او پوهیږئ.