இந்தக் கட்டுரை சயின்ஸ் எக்ஸின் தலையங்க நடைமுறைகள் மற்றும் கொள்கைகளின்படி மதிப்பாய்வு செய்யப்பட்டுள்ளது. உள்ளடக்கத்தின் ஒருமைப்பாட்டை உறுதி செய்யும் போது ஆசிரியர்கள் பின்வரும் குணங்களை வலியுறுத்தினர்:
கார்பன் டை ஆக்சைடு (CO2) பூமியில் உயிர் வாழ்வதற்கு அவசியமான ஒரு வளமாகவும், புவி வெப்பமடைதலுக்கு பங்களிக்கும் ஒரு பசுமை இல்ல வாயுவாகவும் உள்ளது. இன்று, விஞ்ஞானிகள் கார்பன் டை ஆக்சைடை புதுப்பிக்கத்தக்க, குறைந்த கார்பன் எரிபொருள்கள் மற்றும் அதிக மதிப்புள்ள இரசாயனப் பொருட்களின் உற்பத்திக்கு ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய வளமாக ஆய்வு செய்து வருகின்றனர்.
கார்பன் டை ஆக்சைடை கார்பன் மோனாக்சைடு, மெத்தனால் அல்லது ஃபார்மிக் அமிலம் போன்ற உயர்தர கார்பன் இடைநிலைகளாக மாற்றுவதற்கான திறமையான மற்றும் செலவு குறைந்த வழிகளைக் கண்டறிவது ஆராய்ச்சியாளர்களுக்கு சவாலாக உள்ளது.
தேசிய புதுப்பிக்கத்தக்க எரிசக்தி ஆய்வகத்தின் (NREL) KK நியூர்லின் தலைமையிலான ஆராய்ச்சிக் குழுவும், ஆர்கோன் தேசிய ஆய்வகம் மற்றும் ஓக் ரிட்ஜ் தேசிய ஆய்வகத்தின் கூட்டுப்பணியாளர்களும் இந்தப் பிரச்சினைக்கு ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய தீர்வைக் கண்டறிந்துள்ளனர். புதுப்பிக்கத்தக்க மின்சாரத்தைப் பயன்படுத்தி அதிக ஆற்றல் திறன் மற்றும் நீடித்து உழைக்கும் தன்மையுடன் கார்பன் டை ஆக்சைடில் இருந்து ஃபார்மிக் அமிலத்தை உற்பத்தி செய்வதற்கான மாற்ற முறையை இந்தக் குழு உருவாக்கியுள்ளது.
"கார்பன் டை ஆக்சைடை ஃபார்மிக் அமிலமாக திறமையான மின்வேதியியல் மாற்றத்திற்கான அளவிடக்கூடிய சவ்வு மின்முனை அசெம்பிளி கட்டமைப்பு" என்ற தலைப்பில் இந்த ஆய்வு நேச்சர் கம்யூனிகேஷன்ஸ் இதழில் வெளியிடப்பட்டது.
ஃபார்மிக் அமிலம் என்பது பரந்த அளவிலான பயன்பாடுகளைக் கொண்ட ஒரு சாத்தியமான வேதியியல் இடைநிலைப் பொருளாகும், குறிப்பாக வேதியியல் அல்லது உயிரியல் தொழில்களில் ஒரு மூலப்பொருளாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஃபார்மிக் அமிலம் சுத்தமான விமான எரிபொருளாக உயிரி சுத்திகரிப்பு செய்வதற்கான ஒரு மூலப்பொருளாகவும் அடையாளம் காணப்பட்டுள்ளது.
மின்னாற்பகுப்பு கலத்தில் மின் ஆற்றல் பயன்படுத்தப்படும்போது, ​​CO2 இன் மின்னாற்பகுப்பு, ஃபார்மிக் அமிலம் போன்ற வேதியியல் இடைநிலைகளாகவோ அல்லது எத்திலீன் போன்ற மூலக்கூறுகளாகவோ CO2 ஐக் குறைக்கிறது.
ஒரு மின்னாற்பகுப்பில் உள்ள சவ்வு-மின்முனை அசெம்பிளி (MEA) பொதுவாக ஒரு மின்னாற்பகுப்பு மற்றும் ஒரு அயனி-கடத்தும் பாலிமரைக் கொண்ட இரண்டு மின்முனைகளுக்கு இடையில் இணைக்கப்பட்ட ஒரு அயனி-கடத்தும் சவ்வு (கேஷன் அல்லது அயனி பரிமாற்ற சவ்வு) கொண்டது.
எரிபொருள் செல் தொழில்நுட்பங்கள் மற்றும் ஹைட்ரஜன் மின்னாற்பகுப்பில் குழுவின் நிபுணத்துவத்தைப் பயன்படுத்தி, CO2 இன் மின்வேதியியல் குறைப்பை ஃபார்மிக் அமிலத்துடன் ஒப்பிட, மின்னாற்பகுப்பு செல்களில் பல MEA உள்ளமைவுகளை அவர்கள் ஆய்வு செய்தனர்.
பல்வேறு வடிவமைப்புகளின் தோல்வி பகுப்பாய்வின் அடிப்படையில், குழு தற்போதுள்ள பொருள் தொகுப்புகளின் வரம்புகளைப் பயன்படுத்திக் கொள்ள முயன்றது, குறிப்பாக தற்போதைய அயனி பரிமாற்ற சவ்வுகளில் அயனி நிராகரிப்பு இல்லாதது, மற்றும் ஒட்டுமொத்த அமைப்பு வடிவமைப்பை எளிமைப்படுத்தியது.
NREL இன் KS Neierlin மற்றும் Leiming Hu ஆகியோரால் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது, இது ஒரு புதிய துளையிடப்பட்ட கேஷன் பரிமாற்ற சவ்வைப் பயன்படுத்தி மேம்படுத்தப்பட்ட MEA மின்னாற்பகுப்பாகும். இந்த துளையிடப்பட்ட சவ்வு நிலையான, மிகவும் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட ஃபார்மிக் அமில உற்பத்தியை வழங்குகிறது மற்றும் அலமாரியில் இல்லாத கூறுகளைப் பயன்படுத்தி வடிவமைப்பை எளிதாக்குகிறது.
"இந்த ஆய்வின் முடிவுகள் ஃபார்மிக் அமிலம் போன்ற கரிம அமிலங்களின் மின்வேதியியல் உற்பத்தியில் ஒரு முன்னுதாரண மாற்றத்தைக் குறிக்கின்றன," என்று இணை ஆசிரியர் நீயர்லின் கூறினார். "துளையிடப்பட்ட சவ்வு அமைப்பு முந்தைய வடிவமைப்புகளின் சிக்கலைக் குறைக்கிறது மற்றும் பிற மின்வேதியியல் கார்பன் டை ஆக்சைடு மாற்ற சாதனங்களின் ஆற்றல் திறன் மற்றும் நீடித்துழைப்பை மேம்படுத்தவும் பயன்படுத்தப்படலாம்."
எந்தவொரு அறிவியல் முன்னேற்றத்தையும் போலவே, செலவு காரணிகளையும் பொருளாதார சாத்தியக்கூறுகளையும் புரிந்துகொள்வது முக்கியம். பல்வேறு துறைகளில் பணியாற்றி, NREL ஆராய்ச்சியாளர்களான Zhe Huang மற்றும் Tao Ling, புதுப்பிக்கத்தக்க மின்சாரத்தின் விலை ஒரு கிலோவாட்-மணி நேரத்திற்கு 2.3 சென்ட் அல்லது அதற்குக் குறைவாக இருக்கும்போது, ​​இன்றைய தொழில்துறை ஃபார்மிக் அமில உற்பத்தி செயல்முறைகளுடன் செலவு சமநிலையை அடைவதற்கான வழிகளை அடையாளம் காணும் தொழில்நுட்ப-பொருளாதார பகுப்பாய்வை வழங்கினர்.
"வணிக ரீதியாகக் கிடைக்கும் வினையூக்கிகள் மற்றும் பாலிமர் சவ்வுப் பொருட்களைப் பயன்படுத்தி இந்த முடிவுகளை குழு அடைந்தது, அதே நேரத்தில் நவீன எரிபொருள் செல்கள் மற்றும் ஹைட்ரஜன் மின்னாற்பகுப்பு ஆலைகளின் அளவிடுதல் திறனைப் பயன்படுத்திக் கொள்ளும் ஒரு MEA வடிவமைப்பை உருவாக்கியது," என்று நீயர்லின் கூறினார்.
"இந்த ஆராய்ச்சியின் முடிவுகள், புதுப்பிக்கத்தக்க மின்சாரம் மற்றும் ஹைட்ரஜனைப் பயன்படுத்தி கார்பன் டை ஆக்சைடை எரிபொருட்களாகவும் ரசாயனங்களாகவும் மாற்ற உதவும், இது அளவு அதிகரிப்பு மற்றும் வணிகமயமாக்கலுக்கான மாற்றத்தை துரிதப்படுத்தும்."
மின்வேதியியல் மாற்ற தொழில்நுட்பங்கள் NREL இன் எலக்ட்ரான்கள் முதல் மூலக்கூறுகள் வரை திட்டத்தின் ஒரு முக்கிய அங்கமாகும், இது அடுத்த தலைமுறை புதுப்பிக்கத்தக்க ஹைட்ரஜன், பூஜ்ஜிய எரிபொருள்கள், இரசாயனங்கள் மற்றும் மின்சாரம் மூலம் இயக்கப்படும் செயல்முறைகளுக்கான பொருட்களில் கவனம் செலுத்துகிறது.
"கார்பன் டை ஆக்சைடு மற்றும் நீர் போன்ற மூலக்கூறுகளை ஆற்றல் மூலங்களாகப் பயன்படுத்தக்கூடிய சேர்மங்களாக மாற்ற புதுப்பிக்கத்தக்க மின்சாரத்தைப் பயன்படுத்துவதற்கான வழிகளை எங்கள் திட்டம் ஆராய்கிறது," என்று NREL இன் எலக்ட்ரான் பரிமாற்றம் மற்றும்/அல்லது எரிபொருள் உற்பத்திக்கான முன்னோடி உத்தி அல்லது ரசாயனங்களின் இயக்குனர் ராண்டி கோர்ட்ரைட் கூறினார்.
"இந்த மின்வேதியியல் மாற்ற ஆராய்ச்சி பல்வேறு மின்வேதியியல் மாற்ற செயல்முறைகளில் பயன்படுத்தக்கூடிய ஒரு திருப்புமுனையை வழங்குகிறது, மேலும் இந்த குழுவிலிருந்து அதிக நம்பிக்கைக்குரிய முடிவுகளை நாங்கள் எதிர்நோக்குகிறோம்."
மேலும் தகவல்: லீமிங் ஹு மற்றும் பலர், CO2 ஐ ஃபார்மிக் அமிலமாக திறமையான மின்வேதியியல் மாற்றத்திற்கான அளவிடக்கூடிய சவ்வு மின்முனை அசெம்பிளி கட்டமைப்பு, நேச்சர் கம்யூனிகேஷன்ஸ் (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-43409-6
இந்தப் பக்கத்தில் எழுத்துப் பிழை, துல்லியமின்மை ஏற்பட்டால், அல்லது உள்ளடக்கத்தைத் திருத்துவதற்கான கோரிக்கையைச் சமர்ப்பிக்க விரும்பினால், இந்தப் படிவத்தைப் பயன்படுத்தவும். பொதுவான கேள்விகளுக்கு, எங்கள் தொடர்பு படிவத்தைப் பயன்படுத்தவும். பொதுவான கருத்துகளுக்கு, கீழே உள்ள பொதுக் கருத்துகள் பகுதியைப் பயன்படுத்தவும் (வழிமுறைகளைப் பின்பற்றவும்).
உங்கள் கருத்து எங்களுக்கு மிகவும் முக்கியமானது. இருப்பினும், அதிக எண்ணிக்கையிலான செய்திகள் காரணமாக, தனிப்பயனாக்கப்பட்ட பதிலுக்கு நாங்கள் உத்தரவாதம் அளிக்க முடியாது.
உங்கள் மின்னஞ்சல் முகவரி, மின்னஞ்சலை அனுப்பியவர் யார் என்பதை பெறுநர்களுக்குத் தெரிவிக்க மட்டுமே பயன்படுத்தப்படுகிறது. உங்கள் முகவரியோ அல்லது பெறுநரின் முகவரியோ வேறு எந்த நோக்கத்திற்காகவும் பயன்படுத்தப்படாது. நீங்கள் உள்ளிடும் தகவல்கள் உங்கள் மின்னஞ்சலில் தோன்றும், மேலும் டெக் எக்ஸ்ப்ளோரால் எந்த வடிவத்திலும் சேமிக்கப்படாது.
இந்த வலைத்தளம் வழிசெலுத்தலை எளிதாக்கவும், எங்கள் சேவைகளை நீங்கள் பயன்படுத்துவதை பகுப்பாய்வு செய்யவும், விளம்பர தனிப்பயனாக்கத் தரவைச் சேகரிக்கவும், மூன்றாம் தரப்பினரிடமிருந்து உள்ளடக்கத்தை வழங்கவும் குக்கீகளைப் பயன்படுத்துகிறது. எங்கள் வலைத்தளத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், எங்கள் தனியுரிமைக் கொள்கை மற்றும் பயன்பாட்டு விதிமுறைகளைப் படித்துப் புரிந்துகொண்டீர்கள் என்பதை ஒப்புக்கொள்கிறீர்கள்.