Dit artikel is beoordeild in euvereinstumming mit de redactieprocedures en beleidsregels vaan Science X. De redacteure höbbe de volgende kwaliteite benaodrök, onderwieles ze de integriteit vaan de inhoud verzekere:
Kooldioxide (CO2) is zoewel un essensjeel bron veur leve op aarde es un broeikasgaas dat bijdraog aon klimaatverandering. Vandaag de daag bestudere weitesjappers koolstofdioxide es ‘n väölbelaovende bron veur de productie vaan hernubare, koolstofrege brandstoffe en chemische producte vaan hoege weerde.
De oetdaging veur oonderzeukers is um efficiënte en kosteneffectieve menere te vinde um koolstofdioxide um te zette in hoogwaardige koolstof tusseprodukte wie koolmonoxide, methanol of mierzuur.
‘n Oonderzeuksteam oonder leiding vaan KK Neuerlin vaan ‘t National Renewable Energy Laboratory (NREL) en medewerkers vaan ‘t Argonne National Laboratory en ‘t Oak Ridge National Laboratory heet ‘n väölbelaovende oplossing veur dit probleem gevoonde. ‘t Team oontwikkelde ‘n conversiemethode um mierzuur oet koolstofdioxide te producere met behölp vaan hernubare elektriciteit mit ‘n hoege energie-efficiëntie en duurzaamheid.
‘t Oonderzeuk, getiteld “Sjaolbaar membraanelektrode-assemblage architectuur veur efficiënte elektrochemische umzètting vaan koolstofdioxide nao mierzuur”, woort gepubliceerd in ‘t tiedsjrif Nature Communications.
Mierzuur is ‘n meugelik chemisch tussemiddel mit ‘n breid scala aon touwpassinge, veural es ruwmattriaol in de chemische of biologische industrie. Mierzuur is ouch geïdentificeerd es ‘n grondstof veur bioraffinatie tot zuuver vleegbrandsjtof.
Elektrolyse vaan CO2 resulteert in de reductie vaan CO2 tot chemische tusseprodukte zoe es mierzuur of molecule zoe es ethyleen es ‘n elektrisch potentieel weurt toegepas op de elektrolytische cel.
De membraan-elektrode-assemblage (MEA) in ‘n elektrolysator besteit typisch oet ‘n iongeleidend membraan (kation- of anion-oetwisselingsmembraan) tusse twie elektrode bestaonde oet ‘n elektrokatalysator en ‘n iongeleidende polymeer.
Mit behulp vaan de expertise vaan ‘t team in brandstofceltechnologieje en waterstofelektrolyse, bestudeerde ze versjèllende MEA-configuraties in elektrolytische celle um de elektrochemische reductie vaan CO2 mèt mierzuur te vergelieke.
Op basis vaan mislukkingsanalyse vaan versjèllende ontwerpe perbeerde ‘t team de beperkinge vaan besjtaonde materiaalsets, in ‘t biezoonder ‘t gebrek aon ionafwiezing in huidige anionoetwisselingsmembrane, te benutte en ‘t algemein systeemontwerp te vereenvoudige.
De oetvinding door KS Neierlin en Leiming Hu vaan NREL waor ‘n verbeterde MEA-elektrolyzer mèt ‘n nuuj geperforeerd kation-oetwisselingsmembraan. Dit geperforeerde membraan zörg veur consistente, hoeg selectieve mierzuurproductie en vereenvoudig ‘t ontwerp door gebruuk te make vaan aaf-the-shelf oonderdeile.
“De resultate vaan dit oonderzeuk vertegenwoordige ‘n paradigmaversjuiving in de elektrochemische productie vaan organische zure wie mierzuur,” zag mede-auteur Neierlin. “De geperforeerde membraanstructuur vermindert de complexiteit vaan iedere ontwerpe en kin ouch weure gebruuk um de energie-efficiëntie en stevigheid vaan aander elektrochemische koolstofdioxide-omzèttingsapparate te verbetere.”
Zjus wie bij elke weitesjappeleke doorbraak, is ‘t belaankriek um de kostefactore en de economische haolbaarheid te begriepe. NREL-oonderzeukers Zhe Huang en Tao Ling wèrkde in versjèllende aafdeilinge ‘n techno-economische analyse die menere identificeerde um kostepariteit te bereike mèt de industriële mierzuurproductieprocesse vaan vandaag de daag es de koste vaan hernubare elektriciteit 2,3 cent per kilowatt-oer ligke.
“Ut team heet dees resultate behaold mit behölp vaan commercieel besjikbare katalysatoren en polymeermembraanmateriale, onderwieles dat ut un MEA-ontwerp maakde dat gebruuk maak vaan de sjaolbaarheid vaan moderne brandstofcelle en waterstof-elektrolyse-installaties,” zag Neierlin.
“De resultate vaan dit oonderzeuk zouwe kinne helpe um koolstofdioxide um te zette in brandstoffe en chemicalieje door behölp vaan hernubare elektriciteit en waterstof, boedoor de euversjakeling nao opsjaoling en commercialisering kin versnelle.”
Elektrochemische umzettingstechnologieje zien ‘n kernelement vaan ‘t Electrons to Molecules-program vaan NREL, wat zich riech op de volgende generatie hernumbaar waterstof, nul brandstoffe, chemicalieje en materiale veur elektrisch aangedreve processe.
“Ozze programma verkint menere um hernubare elektriciteit te gebruke um molecule wie koolstofdioxide en water um te zette in verbindinge die es energiebronne kinne deene,” zag Randy Cortright, directeur vaan de strategie vaan NREL veur elektrone-euverdrach en/of precursore veur de productie vaan brandstof. of chemicalieje.”
“Dit oonderzeuk nao elektrochemische umzètting is ‘n doorbraak dee kin were gebruuk in ‘n reeks elektrokemische umzèttingsprocesse, en veer kieke veuraus op mie belaovende resultate vaan dees groep.”
Meer informatie: Leiming Hu et al., Scalable membrane electrode assembly architecture veur efficiënte elektrochemische conversie vaan CO2 in mierzuur, Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-43409-6
Es geer ‘n typfout, onnauwkeurigheid tegenkomt of ‘n verzeuk wilt indiene um de inhawd op deze pagina te bewerke, gebruuk dan dit formulier. Veur algemeine vraoge, gebruuk ós contactformulier. Veur algemein feedback, gebruuk de sectie publieke opmerkinge heij oonder (volg de instructies).
Uw feedback is veur us erg belangriek. Vanwege ‘t groete hoeveelheid boodsjappe kinne ver echter gein gepersonaliseerde reactie garandere.
Uw e-mailadres weurt allein gebruuk um de oontvangers te vertèlle wee de e-mail heet gesjik. Noch eur adres noch ‘t adres vaan de oontvanger weurt gebruuk veur ‘n aander doel. De informatie die geer invoert, zal in eur e-mail versjiene en zal door Tech Xplore in welke vorm daan ouch weure opgeslage.
Deze website gebruuk cookies um de navigatie te vergemekeleke, um eur gebruuk vaan ós deenste te analysere, advertentiepersonaliseringsgegeves te verzamele en inhoud vaan derde partijen te versjaffe. Door ós website te gebruke, erkint geer dat geer ós privacybeleid en gebruuksvoorwaardes heet geleze en begrepe.