Sau daim foos hauv qab no thiab peb yuav xa email rau koj daim PDF version ntawm "Kev txhim kho thev naus laus zis tshiab los hloov cov pa roj carbon dioxide mus ua roj kua"
Cov pa roj carbon dioxide (CO2) yog cov khoom ntawm kev hlawv cov roj fossil thiab cov pa roj av uas feem ntau siv, uas tuaj yeem hloov rov qab mus rau hauv cov roj siv tau zoo hauv txoj kev ruaj khov. Ib txoj hauv kev cog lus los hloov cov pa roj CO2 mus rau hauv cov khoom siv roj yog cov txheej txheem hu ua kev txo hluav taws xob. Tab sis kom muaj txiaj ntsig zoo rau kev lag luam, cov txheej txheem yuav tsum tau txhim kho kom xaiv lossis tsim cov khoom muaj carbon ntau dua. Tam sim no, raws li tau tshaj tawm hauv phau ntawv xov xwm Nature Energy, Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) tau tsim ib txoj hauv kev tshiab los txhim kho qhov chaw ntawm cov catalyst tooj liab siv rau cov tshuaj tiv thaiv pab, yog li ua rau muaj kev xaiv ntau ntxiv ntawm cov txheej txheem.
"Txawm hais tias peb paub tias tooj liab yog qhov catalyst zoo tshaj plaws rau qhov kev tshuaj tiv thaiv no, nws tsis muab kev xaiv siab rau cov khoom xav tau," Alexis, tus kws tshawb fawb laus hauv Department of Chemical Sciences ntawm Berkeley Lab thiab tus xibfwb ntawm chemical engineering ntawm University of California, Berkeley hais. Spell hais. "Peb pab neeg pom tias koj tuaj yeem siv qhov chaw ib puag ncig ntawm cov catalyst los ua ntau yam kev dag ntxias los muab hom kev xaiv no."
Hauv kev tshawb fawb yav dhau los, cov kws tshawb fawb tau tsim cov xwm txheej tseeb los muab qhov chaw zoo tshaj plaws rau hluav taws xob thiab tshuaj lom neeg rau kev tsim cov khoom muaj carbon ntau nrog tus nqi lag luam. Tab sis cov xwm txheej no tsis zoo li cov xwm txheej uas tshwm sim hauv cov roj teeb uas siv cov khoom siv dej ua cov khoom siv hluav taws xob.
Yuav kom txiav txim siab txog qhov kev tsim uas siv tau rau hauv cov dej hauv lub roj teeb, ua ib feem ntawm qhov project Energy Innovation Center ntawm Ministry of Energy's Liquid Sunshine Alliance, Bell thiab nws pab neeg tau tig mus rau ib txheej nyias ntawm ionomer, uas tso cai rau qee cov molecules them (ions) hla dhau. Tsis suav nrog lwm cov ions. Vim lawv cov khoom siv tshuaj lom neeg xaiv tau zoo heev, lawv tsim nyog tshwj xeeb rau kev muaj kev cuam tshuam loj rau qhov chaw ib puag ncig.
Chanyeon Kim, ib tug kws tshawb fawb tom qab kawm tiav qib siab hauv pawg Bell thiab yog thawj tus sau ntawv, tau tawm tswv yim los txheej cov nplaim ntawm cov catalysts tooj liab nrog ob lub ionomers, Nafion thiab Sustainion. Pab neeg tau xav tias ua li ntawd yuav tsum hloov pauv qhov chaw nyob ze ntawm cov catalyst - suav nrog pH thiab qhov ntau ntawm dej thiab carbon dioxide - hauv qee txoj kev los coj cov tshuaj tiv thaiv los tsim cov khoom muaj carbon uas tuaj yeem hloov pauv tau yooj yim mus rau hauv cov tshuaj muaj txiaj ntsig. Cov khoom thiab cov roj kua.
Cov kws tshawb nrhiav tau siv ib txheej nyias nyias ntawm txhua lub ionomer thiab ob txheej ntawm ob lub ionomers rau ib zaj duab xis tooj liab uas txhawb nqa los ntawm cov khoom siv polymer los tsim ib zaj duab xis, uas lawv tuaj yeem ntxig ze rau ib kawg ntawm lub cell electrochemical zoo li tes. Thaum txhaj cov pa roj carbon dioxide rau hauv lub roj teeb thiab siv hluav taws xob, lawv ntsuas tag nrho cov tam sim no ntws los ntawm lub roj teeb. Tom qab ntawd lawv ntsuas cov roj thiab cov kua uas tau sau rau hauv lub pas dej sib ze thaum lub sijhawm ua haujlwm. Rau cov ntaub ntawv ob txheej, lawv pom tias cov khoom muaj carbon ntau suav txog 80% ntawm lub zog siv los ntawm cov tshuaj tiv thaiv - siab dua 60% hauv cov ntaub ntawv tsis muaj txheej.
"Lub txheej sandwich no muab qhov zoo tshaj plaws ntawm ob lub ntiaj teb: kev xaiv cov khoom siab thiab kev ua haujlwm siab," Bell hais. Qhov saum npoo ob txheej tsis yog tsuas yog zoo rau cov khoom muaj carbon ntau xwb, tab sis kuj tsim cov hluav taws xob muaj zog tib lub sijhawm, qhia txog kev nce ntxiv ntawm kev ua haujlwm.
Cov kws tshawb fawb tau xaus lus tias qhov kev teb zoo dua yog qhov tshwm sim ntawm qhov muaj CO2 ntau ntau uas tau sib sau ua ke hauv cov txheej txheej ncaj qha rau saum cov tooj liab. Tsis tas li ntawd, cov molecules uas muaj nqi tsis zoo uas sib sau ua ke hauv thaj tsam ntawm ob lub ionomers yuav tsim cov kua qaub qis dua. Kev sib xyaw ua ke no ua rau muaj kev sib pauv ntawm cov concentration uas feem ntau tshwm sim thaum tsis muaj cov yeeb yaj kiab ionomer.
Yuav kom txhim kho qhov ua tau zoo ntawm cov tshuaj tiv thaiv, cov kws tshawb fawb tau tig mus rau cov thev naus laus zis uas tau ua pov thawj ua ntej uas tsis xav tau zaj duab xis ionomer ua lwm txoj hauv kev los ua kom CO2 thiab pH nce: pulsed voltage. Los ntawm kev siv pulsed voltage rau ob txheej ionomer txheej, cov kws tshawb fawb tau ua tiav 250% nce hauv cov khoom muaj carbon ntau piv rau cov tooj liab tsis muaj txheej thiab static voltage.
Txawm hais tias qee tus kws tshawb fawb tsom lawv txoj haujlwm rau kev tsim cov catalysts tshiab, qhov kev tshawb pom ntawm cov catalyst tsis suav nrog cov xwm txheej ua haujlwm. Kev tswj hwm ib puag ncig ntawm qhov chaw catalyst yog ib txoj hauv kev tshiab thiab txawv.
"Peb tsis tau tsim ib qho catalyst tshiab kiag li, tab sis siv peb txoj kev nkag siab txog kev ua haujlwm ntawm cov tshuaj tiv thaiv thiab siv cov kev paub no los coj peb xav txog yuav ua li cas hloov pauv ib puag ncig ntawm qhov chaw catalyst," Adam Weber, tus kws ua haujlwm laus hais. Cov kws tshawb fawb hauv kev siv tshuab hluav taws xob ntawm Berkeley Laboratories thiab tus sau ntawv sib koom.
Kauj ruam tom ntej yog nthuav kev tsim cov tshuaj catalysts uas tau coated. Pab neeg Berkeley Lab qhov kev sim ua ntej suav nrog cov qauv me me tiaj tus, uas yooj yim dua li cov qauv porous loj uas xav tau rau kev siv lag luam. "Nws tsis nyuaj rau siv cov txheej txheej rau ntawm qhov chaw tiaj tus. Tab sis cov txheej txheem lag luam yuav suav nrog cov txheej txheej me me ntawm cov tooj liab," Bell hais. Ntxiv cov txheej txheej thib ob ua rau nyuaj. Ib qho ua tau yog sib tov thiab tso ob txheej txheej ua ke hauv cov kuab tshuaj, thiab vam tias lawv sib cais thaum cov kuab tshuaj evaporates. Yuav ua li cas yog tias lawv tsis ua? Bell xaus lus: "Peb tsuas yog xav tau ntse dua." Saib Kim C, Bui JC, Luo X thiab lwm tus. Kev hloov kho catalyst microenvironment rau electro-reduction ntawm CO2 rau ntau cov khoom siv carbon siv ob txheej ionomer txheej rau tooj liab. Nat Energy. 2021;6(11):1026-1034. doi:10.1038/s41560-021-00920-8
Tsab xov xwm no yog luam tawm los ntawm cov ntaub ntawv hauv qab no. Lus Cim: Cov ntaub ntawv no tej zaum yuav tau hloov kho rau qhov ntev thiab cov ntsiab lus. Yog xav paub ntxiv, thov hu rau qhov chaw uas tau hais.
Lub sijhawm tshaj tawm: Kaum Ib Hlis-22-2021
