இந்தக் கட்டுரை, சயின்ஸ் X-இன் தலையங்க நடைமுறைகள் மற்றும் கொள்கைகளுக்கு இணங்க மதிப்பாய்வு செய்யப்பட்டுள்ளது. உள்ளடக்கத்தின் நம்பகத்தன்மையை உறுதிசெய்யும் அதே வேளையில், பதிப்பாசிரியர்கள் பின்வரும் பண்புகளுக்கு முக்கியத்துவம் அளித்துள்ளனர்:
கார்பன் டை ஆக்சைடு (CO2) என்பது பூமியில் உள்ள உயிரினங்களுக்கு ஒரு அத்தியாவசிய வளமாகவும், புவி வெப்பமயமாதலுக்குக் காரணமான ஒரு பசுமை இல்ல வாயுவாகவும் உள்ளது. இன்று, விஞ்ஞானிகள் புதுப்பிக்கத்தக்க, குறைந்த கார்பன் கொண்ட எரிபொருள்கள் மற்றும் உயர் மதிப்புள்ள வேதிப் பொருட்களை உற்பத்தி செய்வதற்கான ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய வளமாக கார்பன் டை ஆக்சைடை ஆய்வு செய்து வருகின்றனர்.
கார்பன் டை ஆக்சைடை, கார்பன் மோனாக்சைடு, மெத்தனால் அல்லது ஃபார்மிக் அமிலம் போன்ற உயர்தர கார்பன் இடைநிலைப் பொருட்களாக மாற்றுவதற்கான திறமையான மற்றும் செலவு குறைந்த வழிகளைக் கண்டறிவதே ஆராய்ச்சியாளர்களுக்கு உள்ள சவாலாகும்.
தேசிய புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் ஆய்வகத்தைச் (NREL) சேர்ந்த கே.கே. நியூயர்லின் தலைமையிலான ஆய்வுக் குழுவும், ஆர்கோன் தேசிய ஆய்வகம் மற்றும் ஓக் ரிட்ஜ் தேசிய ஆய்வகத்தைச் சேர்ந்த அதன் கூட்டாளிகளும் இந்தப் பிரச்சினைக்கு ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய தீர்வைக் கண்டறிந்துள்ளனர். இந்தக் குழு, புதுப்பிக்கத்தக்க மின்சாரத்தைப் பயன்படுத்தி, கார்பன் டை ஆக்சைடிலிருந்து ஃபார்மிக் அமிலத்தை அதிக ஆற்றல் திறன் மற்றும் நீடித்த உழைப்புடன் உற்பத்தி செய்வதற்கான ஒரு மாற்றும் முறையை உருவாக்கியுள்ளது.
“கார்பன் டை ஆக்சைடை ஃபார்மிக் அமிலமாகத் திறமையாக மின்வேதியியல் முறையில் மாற்றுவதற்கான விரிவாக்கக்கூடிய சவ்வு மின்முனை அமைப்பு கட்டமைப்பு” என்ற தலைப்பிலான 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 பயன்படுகிறது. ஃபார்மிக் அமிலம், தூய்மையான விமான எரிபொருளை உயிரிவழிச் சுத்திகரிப்பு செய்வதற்கான ஒரு மூலப்பொருளாகவும் கண்டறியப்பட்டுள்ளது.
மின்பகுப்புக் கலத்திற்கு மின்னழுத்தம் செலுத்தப்படும்போது, ​​கார்பன் டை ஆக்சைடின் மின்பகுப்பு வினையானது, அவ்வாறான கார்பன் டை ஆக்சைடை ஃபார்மிக் அமிலம் போன்ற வேதியியல் இடைநிலைப் பொருட்களாகவோ அல்லது எத்திலீன் போன்ற மூலக்கூறுகளாகவோ ஒடுக்கம் செய்கிறது.
ஒரு மின்பகுப்பானில் உள்ள சவ்வு-மின்முனை அமைப்பு (MEA), பொதுவாக ஒரு மின்விளைவு ஊக்கி மற்றும் ஒரு அயனி கடத்தும் பாலிமர் ஆகியவற்றைக் கொண்ட இரண்டு மின்முனைகளுக்கு இடையில் பொருத்தப்பட்ட ஒரு அயனி கடத்தும் சவ்வை (கேஷன் அல்லது அனயான் பரிமாற்ற சவ்வு) கொண்டிருக்கும்.
எரிபொருள் மின்கலத் தொழில்நுட்பங்கள் மற்றும் ஹைட்ரஜன் மின்பகுப்பு ஆகியவற்றில் தங்களது குழுவின் நிபுணத்துவத்தைப் பயன்படுத்தி, CO2-ஐ ஃபார்மிக் அமிலமாக மின்வேதியியல் முறையில் ஒடுக்குவதை ஒப்பிடுவதற்காக, அவர்கள் மின்பகுப்புக் கலங்களில் உள்ள பல MEA கட்டமைப்புகளை ஆய்வு செய்தனர்.
பல்வேறு வடிவமைப்புகளின் தோல்விப் பகுப்பாய்வின் அடிப்படையில், தற்போதுள்ள எதிர்மின் அயனிப் பரிமாற்ற சவ்வுகளில் உள்ள அயனி நிராகரிப்பு குறைபாடு போன்ற, ஏற்கனவே இருக்கும் மூலப்பொருள் தொகுப்புகளின் வரம்புகளைப் பயன்படுத்திக்கொண்டு, ஒட்டுமொத்த அமைப்பு வடிவமைப்பை எளிமையாக்க அந்தக் குழு முயன்றது.
NREL நிறுவனத்தைச் சேர்ந்த கே.எஸ். நெய்ர்லின் மற்றும் லெய்மிங் ஹூ ஆகியோரின் கண்டுபிடிப்பானது, ஒரு புதிய துளையிடப்பட்ட நேர்மின் அயனிப் பரிமாற்றச் சவ்வைப் பயன்படுத்தும் மேம்படுத்தப்பட்ட MEA மின்பகுப்பியாகும். இந்தத் துளையிடப்பட்ட சவ்வு, சீரான மற்றும் அதிகத் தேர்ந்தெடுப்புத் திறன் கொண்ட ஃபார்மிக் அமில உற்பத்தியை வழங்குவதோடு, சந்தையில் எளிதில் கிடைக்கும் பாகங்களைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் வடிவமைப்பையும் எளிதாக்குகிறது.
"இந்த ஆய்வின் முடிவுகள், ஃபார்மிக் அமிலம் போன்ற கரிம அமிலங்களின் மின்வேதியியல் உற்பத்தியில் ஒரு புதிய முன்னுதாரண மாற்றத்தைக் குறிக்கின்றன," என்று இணை ஆசிரியர் நெயர்லின் கூறினார். "துளையிடப்பட்ட சவ்வு அமைப்பானது முந்தைய வடிவமைப்புகளின் சிக்கலான தன்மையைக் குறைப்பதோடு, மற்ற மின்வேதியியல் கார்பன் டை ஆக்சைடு மாற்றும் சாதனங்களின் ஆற்றல் திறன் மற்றும் நீடித்துழைக்கும் தன்மையை மேம்படுத்தவும் பயன்படுத்தப்படலாம்."
எந்தவொரு அறிவியல் கண்டுபிடிப்பைப் போலவே, அதன் செலவுக் காரணிகளையும் பொருளாதார சாத்தியக்கூறுகளையும் புரிந்துகொள்வது அவசியம். பல்வேறு துறைகளைச் சார்ந்து பணியாற்றிய NREL ஆராய்ச்சியாளர்களான ஜெ ஹுவாங் மற்றும் தாவோ லிங், புதுப்பிக்கத்தக்க மின்சாரத்தின் விலை ஒரு கிலோவாட்-மணிக்கு 2.3 சென்ட் அல்லது அதற்குக் குறைவாக இருக்கும்போது, ​​இன்றைய தொழில்துறை ஃபார்மிக் அமில உற்பத்தி செயல்முறைகளுடன் செலவுச் சமநிலையை அடைவதற்கான வழிகளைக் கண்டறியும் ஒரு தொழில்நுட்ப-பொருளாதாரப் பகுப்பாய்வை முன்வைத்தனர்.
"நவீன எரிபொருள் மின்கலங்கள் மற்றும் ஹைட்ரஜன் மின்னாற்பகுப்பு ஆலைகளின் விரிவாக்கத் திறனைப் பயன்படுத்திக்கொள்ளும் ஒரு MEA வடிவமைப்பை உருவாக்கும் அதே வேளையில், வணிகரீதியாகக் கிடைக்கும் வினையூக்கிகள் மற்றும் பாலிமர் சவ்வுப் பொருட்களைப் பயன்படுத்தி இந்தக் குழு இந்த முடிவுகளை அடைந்துள்ளது," என்று நெய்யர்லின் கூறினார்.
இந்த ஆராய்ச்சியின் முடிவுகள், புதுப்பிக்கத்தக்க மின்சாரம் மற்றும் ஹைட்ரஜனைப் பயன்படுத்தி கார்பன் டை ஆக்சைடை எரிபொருள்கள் மற்றும் வேதிப்பொருட்களாக மாற்றவும், அதன் மூலம் உற்பத்தியைப் பெருமளவில் அதிகரித்து வணிகமயமாக்கும் செயல்முறையை விரைவுபடுத்தவும் உதவக்கூடும்.
அடுத்த தலைமுறை புதுப்பிக்கத்தக்க ஹைட்ரஜன், பூஜ்ஜிய எரிபொருட்கள், வேதிப்பொருட்கள் மற்றும் மின்சாரத்தால் இயக்கப்படும் செயல்முறைகளுக்கான மூலப்பொருட்கள் ஆகியவற்றில் கவனம் செலுத்தும் NREL-இன் 'எலக்ட்ரான்களிலிருந்து மூலக்கூறுகள்' திட்டத்தின் ஒரு முக்கிய அங்கமாக மின்வேதியியல் மாற்றத் தொழில்நுட்பங்கள் விளங்குகின்றன.
"கார்பன் டை ஆக்சைடு மற்றும் நீர் போன்ற மூலக்கூறுகளை, ஆற்றல் மூலங்களாகப் பயன்படக்கூடிய சேர்மங்களாக மாற்றுவதற்கு, புதுப்பிக்கத்தக்க மின்சாரத்தைப் பயன்படுத்துவதற்கான வழிகளை எங்கள் திட்டம் ஆராய்ந்து வருகிறது," என்று எரிபொருள் உற்பத்திக்கான NREL-இன் எலக்ட்ரான் பரிமாற்றம் மற்றும்/அல்லது முன்னோடிகள் உத்தியின் இயக்குநரான ராண்டி கோர்ட்ரைட் கூறினார்.
இந்த மின்வேதியியல் மாற்ற ஆய்வு, பல்வேறு மின்வேதியியல் மாற்ற செயல்முறைகளில் பயன்படுத்தக்கூடிய ஒரு திருப்புமுனையை வழங்குகிறது, மேலும் இந்தக் குழுவிடமிருந்து இன்னும் பல நம்பிக்கைக்குரிய முடிவுகளை நாங்கள் எதிர்பார்க்கிறோம்.
மேலதிகத் தகவல்: லெய்மிங் ஹு மற்றும் பலர், CO2-ஐ ஃபார்மிக் அமிலமாகத் திறமையாக மின்வேதியியல் முறையில் மாற்றுவதற்கான விரிவாக்கக்கூடிய சவ்வு மின்முனை அமைப்புக் கட்டமைப்பு, நேச்சர் கம்யூனிகேஷன்ஸ் (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-43409-6
இந்தப் பக்கத்தில் அச்சுப்பிழை, துல்லியமின்மை ஆகியவற்றைக் கண்டாலோ அல்லது உள்ளடக்கத்தைத் திருத்தக் கோரிக்கை விடுக்க விரும்பினாலோ, தயவுசெய்து இந்தப் படிவத்தைப் பயன்படுத்தவும். பொதுவான கேள்விகளுக்கு, எங்கள் தொடர்புப் படிவத்தைப் பயன்படுத்தவும். பொதுவான கருத்துகளுக்கு, கீழே உள்ள பொதுக் கருத்துகள் பகுதியைப் பயன்படுத்தவும் (வழிமுறைகளைப் பின்பற்றவும்).
உங்கள் கருத்து எங்களுக்கு மிகவும் முக்கியமானது. இருப்பினும், அதிக எண்ணிக்கையிலான செய்திகள் வருவதால், தனிப்பட்ட முறையில் பதிலளிப்பதற்கு எங்களால் உத்தரவாதம் அளிக்க இயலாது.
மின்னஞ்சலை அனுப்பியவர் யார் என்பதைப் பெறுநர்களுக்குத் தெரிவிக்க மட்டுமே உங்கள் மின்னஞ்சல் முகவரி பயன்படுத்தப்படுகிறது. உங்கள் முகவரியோ அல்லது பெறுநரின் முகவரியோ வேறு எந்த நோக்கத்திற்காகவும் பயன்படுத்தப்படாது. நீங்கள் உள்ளிடும் தகவல்கள் உங்கள் மின்னஞ்சலில் தோன்றும், மேலும் அவை டெக் எக்ஸ்ப்ளோர் நிறுவனத்தால் எந்த வடிவத்திலும் சேமிக்கப்படாது.
இந்த இணையதளம், வழிசெலுத்தலை எளிதாக்கவும், எங்கள் சேவைகளில் உங்கள் பயன்பாட்டைப் பகுப்பாய்வு செய்யவும், விளம்பரத் தனிப்பயனாக்கத் தரவைச் சேகரிக்கவும், மற்றும் மூன்றாம் தரப்பினரிடமிருந்து உள்ளடக்கத்தை வழங்கவும் குக்கீகளைப் பயன்படுத்துகிறது. எங்கள் இணையதளத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், எங்கள் தனியுரிமைக் கொள்கை மற்றும் பயன்பாட்டு விதிமுறைகளை நீங்கள் படித்துப் புரிந்துகொண்டீர்கள் என்பதை ஒப்புக்கொள்கிறீர்கள்.