გმადლობთ, რომ ეწვიეთ Nature.com-ს. თქვენს მიერ გამოყენებული ბრაუზერის ვერსიას CSS-ის შეზღუდული მხარდაჭერა აქვს. საუკეთესო შედეგის მისაღწევად, გირჩევთ გამოიყენოთ თქვენი ბრაუზერის უფრო ახალი ვერსია (ან გამორთოთ თავსებადობის რეჟიმი Internet Explorer-ში). ამასობაში, მუდმივი მხარდაჭერის უზრუნველსაყოფად, საიტს ვაჩვენებთ სტილის ან JavaScript-ის გარეშე.
ახლა, ჟურნალ „ჯოულში“ გამოქვეყნებულ სტატიაში, უნგ ლი და მისი კოლეგები აქვეყნებენ ნახშირორჟანგის ჰიდროგენიზაციის პილოტური ქარხნის კვლევას ჭიანჭველმჟავას წარმოებისთვის (K. Kim et al., Joule https://doi.org/10.1016/j. Joule.2024.01 ). 003;2024). ეს კვლევა აჩვენებს წარმოების პროცესის რამდენიმე ძირითადი ელემენტის ოპტიმიზაციას. რეაქტორის დონეზე, კატალიზატორის ძირითადი თვისებების, როგორიცაა კატალიზური ეფექტურობა, მორფოლოგია, წყალში ხსნადობა, თერმული სტაბილურობა და ფართომასშტაბიანი რესურსების ხელმისაწვდომობა, გათვალისწინება ხელს შეუწყობს რეაქტორის მუშაობის გაუმჯობესებას, საჭირო ნედლეულის დაბალი რაოდენობის შენარჩუნებით. აქ ავტორებმა გამოიყენეს რუთენიუმის (Ru) კატალიზატორი, რომელიც დამაგრებულია შერეულ კოვალენტურ ტრიაზინ ბიპირიდილ-ტერეფტალონიტრილის ჩარჩოზე (Ru/bpyTNCTF). მათ ოპტიმიზაცია გაუკეთეს შესაფერისი ამინების წყვილების შერჩევას CO2-ის ეფექტური შთანთქმისა და გარდაქმნისთვის, N-მეთილპიროლიდინი (NMPI) შეარჩიეს რეაქტიულ ამინად CO2-ის შთანთქმისა და ფორმატის წარმოქმნის მიზნით ჰიდროგენიზაციის რეაქციის ხელშესაწყობად, ხოლო N-ბუტილ-N-იმიდაზოლი (NBIM) - რეაქტიული ამინის სახით. ამინის იზოლირების შემდეგ, ფორმატი შეიძლება იზოლირებული იყოს ტრანს-ადუქტის ფორმირების გზით ცხიმოვანი მჟავების შემდგომი წარმოებისთვის. გარდა ამისა, მათ გააუმჯობესეს რეაქტორის მუშაობის პირობები ტემპერატურის, წნევის და H2/CO2 თანაფარდობის თვალსაზრისით, რათა მაქსიმალურად გაეზარდათ CO2-ის გარდაქმნა. პროცესის დიზაინის თვალსაზრისით, მათ შეიმუშავეს მოწყობილობა, რომელიც შედგება წვეთოვანი ფენის რეაქტორისა და სამი უწყვეტი დისტილაციის სვეტისგან. ნარჩენი ბიკარბონატი გამოიხდება პირველ სვეტში; NBIM მზადდება მეორე სვეტში ტრანს-ადუქტის ფორმირებით; ცხიმოვანი მჟავების პროდუქტი მიიღება მესამე სვეტში; რეაქტორისა და კოშკისთვის მასალის არჩევანიც ყურადღებით იქნა განხილული, კომპონენტების უმეტესობისთვის უჟანგავი ფოლადი (SUS316L) შეირჩა, ხოლო მესამე კოშკისთვის ცირკონიუმის ბაზაზე დამზადებული კომერციული მასალა (Zr702) შეირჩა, რათა რეაქტორის კოროზია შემცირებულიყო საწვავის შეკრების კოროზიისადმი მისი მდგრადობის გამო, ხოლო ღირებულება შედარებით დაბალია.
წარმოების პროცესის ფრთხილად ოპტიმიზაციის შემდეგ - იდეალური ნედლეულის შერჩევის, წვეთოვანი ფენის რეაქტორისა და სამი უწყვეტი დისტილაციის სვეტის დიზაინის შექმნის, სვეტის კორპუსისა და შიდა შეფუთვის მასალების ფრთხილად შერჩევისა და რეაქტორის სამუშაო პირობების დახვეწის შემდეგ - ავტორები აჩვენებენ, რომ 10 კგ დღიური სიმძლავრის საპილოტე ქარხანაში აშენდა საწვავის შეკრება, რომელსაც შეუძლია სტაბილური მუშაობის შენარჩუნება 100 საათზე მეტი ხნის განმავლობაში. საფუძვლიანი მიზანშეწონილობისა და სასიცოცხლო ციკლის ანალიზის შედეგად, საპილოტე ქარხანამ შეამცირა ხარჯები 37%-ით და გლობალური დათბობის პოტენციალი 42%-ით, ტრადიციული საწვავის შეკრების წარმოების პროცესებთან შედარებით. გარდა ამისა, პროცესის საერთო ეფექტურობა 21%-ს აღწევს და მისი ენერგოეფექტურობა შედარებადია წყალბადზე მომუშავე საწვავის ელემენტების მქონე მანქანების ენერგოეფექტურობასთან.
ქიაო, მ. ჭიანჭველმჟავას პილოტური წარმოება ჰიდროგენიზებული ნახშირორჟანგიდან. Nature Chemical Engineering 1, 205 (2024). https://doi.org/10.1038/s44286-024-00044-2