பரவலாக விநியோகிக்கப்பட்ட மண் கனிமமான α-இரும்பு-(III) ஆக்ஸிஹைட்ராக்சைடு, கார்பன் டை ஆக்சைடை ஃபார்மிக் அமிலமாக ஒளிச்சேர்க்கை செய்வதற்கான மறுசுழற்சி செய்யக்கூடிய வினையூக்கியாகக் கண்டறியப்பட்டது. நன்றி: பேராசிரியர் கசுஹிகோ மேடா
வளிமண்டலத்தில் அதிகரித்து வரும் CO2 அளவை எதிர்த்துப் போராடுவதற்கு CO2 ஐ ஃபார்மிக் அமிலம் (HCOOH) போன்ற போக்குவரத்து எரிபொருட்களாக ஒளிச்சேர்க்கை செய்வது ஒரு நல்ல வழியாகும். இந்தப் பணிக்கு உதவ, டோக்கியோ தொழில்நுட்பக் கழகத்தின் ஒரு ஆராய்ச்சிக் குழு, எளிதில் கிடைக்கக்கூடிய இரும்பு சார்ந்த கனிமத்தைத் தேர்ந்தெடுத்து, அதை ஒரு அலுமினா ஆதரவில் ஏற்றி, CO2 ஐ HCOOH ஆக திறமையாக மாற்றக்கூடிய ஒரு வினையூக்கியை உருவாக்குகிறது, இது சுமார் 90% தேர்ந்தெடுக்கும் தன்மையைக் கொண்டுள்ளது!
மின்சார வாகனங்கள் பலருக்கு ஒரு கவர்ச்சிகரமான விருப்பமாகும், மேலும் ஒரு முக்கிய காரணம் அவற்றில் கார்பன் உமிழ்வு இல்லை. இருப்பினும், பலருக்கு ஒரு பெரிய குறைபாடு என்னவென்றால், அவற்றின் வரம்பு இல்லாதது மற்றும் நீண்ட சார்ஜிங் நேரங்கள். பெட்ரோல் போன்ற திரவ எரிபொருள்கள் ஒரு பெரிய நன்மையைக் கொண்டிருப்பது இங்குதான். அவற்றின் அதிக ஆற்றல் அடர்த்தி என்பது நீண்ட தூரம் மற்றும் விரைவான எரிபொருள் நிரப்புதலைக் குறிக்கிறது.
பெட்ரோல் அல்லது டீசலில் இருந்து வேறு திரவ எரிபொருளுக்கு மாறுவது திரவ எரிபொருட்களின் நன்மைகளைத் தக்க வைத்துக் கொண்டு கார்பன் உமிழ்வை நீக்கும். உதாரணமாக, ஒரு எரிபொருள் கலத்தில், ஃபார்மிக் அமிலம் நீர் மற்றும் கார்பன் டை ஆக்சைடை வெளியிடும் போது ஒரு இயந்திரத்திற்கு சக்தி அளிக்கும். இருப்பினும், வளிமண்டல CO2 ஐ HCOOH ஆகக் குறைப்பதன் மூலம் ஃபார்மிக் அமிலம் உற்பத்தி செய்யப்பட்டால், நிகர வெளியீடு நீர் மட்டுமே.
நமது வளிமண்டலத்தில் அதிகரித்து வரும் கார்பன் டை ஆக்சைடு அளவுகளும், புவி வெப்பமடைதலுக்கு அவற்றின் பங்களிப்பும் இப்போது பொதுவான செய்திகளாகிவிட்டன. ஆராய்ச்சியாளர்கள் இந்தப் பிரச்சினைக்கு பல்வேறு அணுகுமுறைகளை பரிசோதித்தபோது, ​​ஒரு பயனுள்ள தீர்வு வெளிப்பட்டது - வளிமண்டலத்தில் அதிகப்படியான கார்பன் டை ஆக்சைடை ஆற்றல் நிறைந்த இரசாயனங்களாக மாற்றுவது.
சூரிய ஒளியில் CO2 ஐ ஒளிச்சேர்க்கை மூலம் ஃபார்மிக் அமிலம் (HCOOH) போன்ற எரிபொருட்களின் உற்பத்தி சமீபத்தில் அதிக கவனத்தை ஈர்த்துள்ளது, ஏனெனில் இந்த செயல்முறை இரட்டை நன்மையைக் கொண்டுள்ளது: இது அதிகப்படியான CO2 உமிழ்வைக் குறைக்கிறது மற்றும் தற்போது நாம் எதிர்கொள்ளும் ஆற்றலைக் குறைக்க உதவுகிறது. பற்றாக்குறை. அதிக ஆற்றல் அடர்த்தி கொண்ட ஹைட்ரஜனுக்கான சிறந்த கேரியராக, HCOOH எரிப்பு மூலம் ஆற்றலை வழங்க முடியும், அதே நேரத்தில் துணைப் பொருளாக தண்ணீரை மட்டுமே வெளியிடுகிறது.
இந்த இலாபகரமான தீர்வை ஒரு யதார்த்தமாக்க, விஞ்ஞானிகள் சூரிய ஒளியின் உதவியுடன் கார்பன் டை ஆக்சைடைக் குறைக்கும் ஒளிச்சேர்க்கை அமைப்புகளை உருவாக்கியுள்ளனர். இந்த அமைப்பு ஒளியை உறிஞ்சும் அடி மூலக்கூறு (அதாவது, ஒரு ஒளிச்சேர்க்கையாளர்) மற்றும் CO2 ஐ HCOOH ஆகக் குறைப்பதற்குத் தேவையான பல எலக்ட்ரான் பரிமாற்றத்தை செயல்படுத்தும் ஒரு வினையூக்கியைக் கொண்டுள்ளது. இதனால் பொருத்தமான மற்றும் திறமையான வினையூக்கிகளைத் தேடத் தொடங்கியது!
பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் கலவை இன்போ கிராபிக்ஸைப் பயன்படுத்தி கார்பன் டை ஆக்சைடை ஒளிச்சேர்க்கை குறைப்பு. நன்றி: பேராசிரியர் கசுஹிகோ மெய்டா
அவற்றின் செயல்திறன் மற்றும் மறுசுழற்சி திறன் காரணமாக, திட வினையூக்கிகள் இந்த பணிக்கு சிறந்த வேட்பாளர்களாகக் கருதப்படுகின்றன, மேலும் பல ஆண்டுகளாக, பல கோபால்ட், மாங்கனீசு, நிக்கல் மற்றும் இரும்பு சார்ந்த உலோக-கரிம கட்டமைப்புகளின் (MOFகள்) வினையூக்கத் திறன்கள் ஆராயப்பட்டுள்ளன, அவற்றில் பிந்தையது மற்ற உலோகங்களை விட சில நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது. இருப்பினும், இதுவரை அறிவிக்கப்பட்ட பெரும்பாலான இரும்பு அடிப்படையிலான வினையூக்கிகள் HCOOH ஐ அல்ல, முக்கிய உற்பத்தியாக கார்பன் மோனாக்சைடை மட்டுமே உற்பத்தி செய்கின்றன.
இருப்பினும், இந்தப் பிரச்சினையை டோக்கியோ தொழில்நுட்ப நிறுவனத்தில் (டோக்கியோ தொழில்நுட்பம்) பேராசிரியர் கசுஹிகோ மேடா தலைமையிலான ஆராய்ச்சியாளர்கள் குழு விரைவாகத் தீர்த்தது. வேதியியல் இதழான Angewandte Chemie இல் வெளியிடப்பட்ட சமீபத்திய ஆய்வில், குழு α-இரும்பு(III) ஆக்ஸிஹைட்ராக்சைடு (α-FeO​​OH; ஜியோதைட்) ஐப் பயன்படுத்தி அலுமினா (Al2O3)-ஆதரவு இரும்பு அடிப்படையிலான வினையூக்கியை நிரூபித்தது. நாவல் α-FeO​​OH/Al2O3 வினையூக்கி சிறந்த CO2 முதல் HCOOH வரை மாற்றும் செயல்திறன் மற்றும் சிறந்த மறுசுழற்சி திறனை வெளிப்படுத்துகிறது. அவர்களின் வினையூக்கியின் தேர்வு குறித்து கேட்டபோது, ​​பேராசிரியர் மேடா கூறினார்: “CO2 ஒளிச்சேர்க்கை அமைப்புகளில் வினையூக்கிகளாக அதிக அளவில் உள்ள கூறுகளை ஆராய விரும்புகிறோம். செயலில், மறுசுழற்சி செய்யக்கூடிய, நச்சுத்தன்மையற்ற மற்றும் மலிவான ஒரு திட வினையூக்கி நமக்குத் தேவை. அதனால்தான் எங்கள் சோதனைகளுக்கு கோதைட் போன்ற பரவலாக விநியோகிக்கப்பட்ட மண் தாதுக்களைத் தேர்ந்தெடுத்தோம்.”
இந்த குழு தங்கள் வினையூக்கியை ஒருங்கிணைக்க ஒரு எளிய செறிவூட்டல் முறையைப் பயன்படுத்தியது. பின்னர் அவர்கள் ருத்தேனியம் அடிப்படையிலான (Ru) ஒளிச்சேர்க்கையாளர், எலக்ட்ரான் தானம் மற்றும் 400 நானோமீட்டருக்கும் அதிகமான அலைநீளங்களைக் கொண்ட புலப்படும் ஒளியின் முன்னிலையில் அறை வெப்பநிலையில் CO2 ஐ ஒளிச்சேர்க்கை ரீதியாகக் குறைக்க இரும்பு ஆதரவு Al2O3 பொருட்களைப் பயன்படுத்தினர்.
முடிவுகள் மிகவும் ஊக்கமளிக்கின்றன. முக்கிய தயாரிப்பு HCOOH க்கான அவர்களின் அமைப்பின் தேர்ந்தெடுக்கும் திறன் 80-90% ஆகவும், 4.3% குவாண்டம் மகசூல் (அமைப்பின் செயல்திறனைக் குறிக்கிறது) ஆகவும் இருந்தது.
இந்த ஆய்வு, திறமையான ஒளிச்சேர்க்கையாளருடன் இணைக்கப்படும்போது HCOOH ஐ உருவாக்கக்கூடிய முதல் வகையான இரும்பு அடிப்படையிலான திட வினையூக்கியை முன்வைக்கிறது. இது சரியான ஆதரவுப் பொருளின் (Al2O3) முக்கியத்துவத்தையும் ஒளிவேதியியல் குறைப்பு வினையில் அதன் விளைவையும் விவாதிக்கிறது.
"இந்த ஆராய்ச்சியின் நுண்ணறிவுகள், கார்பன் டை ஆக்சைடை மற்ற பயனுள்ள இரசாயனங்களாக ஒளிச்சேர்க்கை செய்வதற்கான புதிய உன்னத உலோகம் இல்லாத வினையூக்கிகளை உருவாக்க உதவும்." பசுமை ஆற்றல் பொருளாதாரத்திற்கான பாதை சிக்கலானது அல்ல என்பதை எங்கள் ஆராய்ச்சி காட்டுகிறது. எளிமையான வினையூக்கி தயாரிப்பு முறைகள் கூட சிறந்த பலனைத் தரும், மேலும் அலுமினா போன்ற சேர்மங்களால் ஆதரிக்கப்பட்டால், பூமியில் நிறைந்த சேர்மங்களை CO2 குறைப்புக்கான தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட வினையூக்கியாகப் பயன்படுத்தலாம் என்பது அனைவரும் அறிந்ததே," என்று பேராசிரியர் மைடா முடிக்கிறார்.
குறிப்புகள்: "அலுமினா-ஆதரவு ஆல்பா-இரும்பு (III) ஆக்ஸிஹைட்ராக்சைடு மறுசுழற்சி செய்யக்கூடிய திடமான வினையூக்கியாக CO2 ஒளிக்கதிர்வைக் காணக்கூடிய ஒளியின் கீழ்" டேஹியோன் ஆன், டாக்டர். ஷுந்தா நிஷியோகா, டாக்டர். ஷுஹெய் யசுதா, டாக்டர். டோமோகி கனாசாவா, டாக்டர். யோஷினோபுஃப், ப்ரோ. யோஷினோபுஃப் பேராசிரியர். ஷுன்சுகே நோசாவா, பேராசிரியர். கசுஹிகோ மேடா, 12 மே 2022, Angewandte Chemie.DOI: 10.1002 / anie.202204948
"பெட்ரோல் போன்ற திரவ எரிபொருட்கள் ஒரு பெரிய நன்மையைக் கொண்டிருப்பது அங்குதான். அவற்றின் அதிக ஆற்றல் அடர்த்தி நீண்ட தூரங்கள் மற்றும் விரைவான எரிபொருள் நிரப்புதலைக் குறிக்கிறது."
சில எண்களைப் பற்றி என்ன? ஃபார்மிக் அமிலத்தின் ஆற்றல் அடர்த்தி பெட்ரோலுடன் எவ்வாறு ஒப்பிடப்படுகிறது? வேதியியல் சூத்திரத்தில் ஒரே ஒரு கார்பன் அணு இருப்பதால், அது பெட்ரோலுக்கு அருகில் கூட வருமா என்று நான் சந்தேகிக்கிறேன்.
அதோடு, வாசனை மிகவும் நச்சுத்தன்மை வாய்ந்தது மற்றும் ஒரு அமிலமாக, இது பெட்ரோலை விட அரிக்கும் தன்மை கொண்டது. இவை தீர்க்க முடியாத பொறியியல் சிக்கல்கள் அல்ல, ஆனால் ஃபார்மிக் அமிலம் வரம்பை அதிகரிப்பதிலும் பேட்டரி எரிபொருள் நிரப்பும் நேரத்தைக் குறைப்பதிலும் குறிப்பிடத்தக்க நன்மைகளை வழங்காவிட்டால், அது முயற்சிக்கு மதிப்புக்குரியதாக இருக்காது.
அவர்கள் மண்ணிலிருந்து கோத்தைட்டை பிரித்தெடுக்க திட்டமிட்டால், அது ஆற்றல் மிகுந்த சுரங்க நடவடிக்கையாகவும் சுற்றுச்சூழலுக்கு தீங்கு விளைவிக்கக்கூடியதாகவும் இருக்கும்.
தேவையான மூலப்பொருட்களைப் பெறுவதற்கும், அவற்றை வினைபுரிந்து கோத்தைட்டை ஒருங்கிணைக்கவும் அதிக ஆற்றல் தேவைப்படும் என்று நான் சந்தேகிப்பதால், மண்ணில் கோத்தைட் அதிகமாக இருப்பதாக அவர்கள் குறிப்பிடலாம்.
செயல்முறையின் முழு வாழ்க்கைச் சுழற்சியையும் பார்த்து, எல்லாவற்றின் ஆற்றல் செலவையும் கணக்கிடுவது அவசியம். நாசா இலவச ஏவுதல் போன்ற எதையும் கண்டுபிடிக்கவில்லை. மற்றவர்கள் இதை மனதில் கொள்ள வேண்டும்.
SciTechDaily: 1998 முதல் சிறந்த தொழில்நுட்ப செய்திகளின் வீடு. மின்னஞ்சல் அல்லது சமூக ஊடகங்கள் வழியாக சமீபத்திய தொழில்நுட்ப செய்திகளுடன் புதுப்பித்த நிலையில் இருங்கள்.
BBQ-வின் புகை மற்றும் போதை தரும் சுவைகளைப் பற்றி யோசித்தாலே பெரும்பாலானவர்களுக்கு எச்சில் ஊற ஆரம்பிக்கும். கோடைக்காலம் வந்துவிட்டது, பலருக்கு...