ახალი ტკბილი ტექნოლოგია მჟავე გემოს უფრო პრაქტიკულს ხდის. googletag.cmd.push(function(){googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′);});
რაისის უნივერსიტეტის ინჟინრები ნახშირბადის მონოქსიდს პირდაპირ ძმარმჟავად (ფართოდ გამოყენებული ქიმიური ნივთიერება, რომელიც ძმარს მძაფრ გემოს აძლევს) გარდაქმნიან უწყვეტი კატალიზური რეაქტორის მეშვეობით, რომელსაც შეუძლია ეფექტურად გამოიყენოს განახლებადი ელექტროენერგია მაღალგაწმენდილი პროდუქტების წარმოებისთვის.
რაისის უნივერსიტეტის ბრაუნის საინჟინრო სკოლის ქიმიური და ბიომოლეკულური ინჟინრების ლაბორატორიაში ელექტროქიმიურმა პროცესმა გადაჭრა ნახშირბადის მონოქსიდის (CO) ძმარმჟავად აღდგენილი წინა მცდელობების პრობლემა. ეს პროცესები პროდუქტის გასაწმენდად დამატებით ეტაპებს მოითხოვს.
ეკოლოგიურად სუფთა რეაქტორი მთავარ კატალიზატორად ნანომეტრიან კუბურ სპილენძს და უნიკალურ მყარ ელექტროლიტად იყენებს.
150 საათიანი უწყვეტი ლაბორატორიული მუშაობის შემდეგ, ამ აღჭურვილობით მიღებულ წყალხსნარში ძმარმჟავას შემცველობა 2%-მდე იყო. მჟავა კომპონენტის სისუფთავე 98%-ს აღწევს, რაც გაცილებით უკეთესია, ვიდრე ნახშირბადის მონოქსიდის კატალიზური თხევად საწვავად გარდაქმნის ადრეული მცდელობებით მიღებული მჟავა კომპონენტი.
ძმარმჟავა გამოიყენება როგორც კონსერვანტი სამედიცინო დანიშნულების პროდუქტებში, ძმართან და სხვა საკვებ პროდუქტებთან ერთად. გამოიყენება როგორც გამხსნელი მელნის, საღებავებისა და საფარისთვის; ვინილის აცეტატის წარმოებაში ვინილის აცეტატი ჩვეულებრივი თეთრი წებოს წინამორბედია.
რაისის პროცესი ვანგის ლაბორატორიაში არსებულ რეაქტორზეა დაფუძნებული და ნახშირორჟანგიდან (CO2) ჭიანჭველმჟავას წარმოქმნის. ამ კვლევამ მნიშვნელოვანი საფუძველი ჩაუყარა ვანგს (რომელიც ცოტა ხნის წინ დაინიშნა პაკარდის სტიპენდიანტად), რომელმაც ეროვნული სამეცნიერო ფონდის (NSF) 2 მილიონი დოლარის გრანტი მიიღო, რათა გაეგრძელებინა სათბურის გაზების თხევად საწვავად გარდაქმნის გზების შესწავლა.
ვანგმა თქვა: „ჩვენ ვაახლებთ ჩვენს პროდუქტებს ერთნახშირბადიანი ქიმიური ნივთიერებიდან ჭიანჭველმჟავადან ორნახშირბადიან ქიმიურ ნივთიერებაზე, რაც უფრო რთულია“. „ხალხი ტრადიციულად ძმარმჟავას თხევად ელექტროლიტებში აწარმოებს, მაგრამ მათ მაინც ცუდი მუშაობა აქვთ და პროდუქტები ელექტროლიტების გამოყოფის პრობლემას წარმოადგენს“.
სენფტლმა დასძინა: „რა თქმა უნდა, ძმარმჟავა, როგორც წესი, არ სინთეზირდება CO-სგან ან CO2-ისგან“. „საქმე ასეა: ჩვენ ვითვისებთ ნარჩენ გაზს, რომლის შემცირებაც გვსურს და მის სასარგებლო პროდუქტებად გარდაქმნით“.
სპილენძის კატალიზატორსა და მყარ ელექტროლიტს შორის ფრთხილად შეერთება განხორციელდა და მყარი ელექტროლიტი ჭიანჭველმჟავას რეაქტორიდან გადაიტანეს. ვანგმა თქვა: „ზოგჯერ სპილენძი ქიმიკატებს ორი განსხვავებული გზით წარმოქმნის“. „მას შეუძლია ნახშირბადის მონოქსიდის ძმარმჟავად და სპირტად აღდგენა. ჩვენ შევქმენით კუბი, რომლის ზედაპირიც ნახშირბად-ნახშირბადის შეერთების კონტროლის საშუალებას იძლევა, ხოლო ნახშირბად-ნახშირბადის შეერთების კიდეები სხვა პროდუქტების ნაცვლად ძმარმჟავას წარმოქმნის“.
სენფტლისა და მისი გუნდის გამოთვლითმა მოდელმა კუბის ფორმის დახვეწაში შეუწყო ხელი. მან თქვა: „ჩვენ შეგვიძლია კუბზე არსებული კიდეების ტიპის ჩვენება, რომლებიც ძირითადად უფრო გოფრირებული ზედაპირებია. ისინი ხელს უწყობენ გარკვეული CO გასაღებების გაწყვეტას, რათა პროდუქტის მანიპულირება ამა თუ იმ გზით იყოს შესაძლებელი“. კიდის მეტი ადგილი ხელს უწყობს სწორი კავშირის გაწყვეტას სწორ დროს.“
სენფტლერის თქმით, პროექტი კარგი დემონსტრირებაა იმისა, თუ როგორ უნდა იყოს თეორია და ექსპერიმენტი ერთმანეთთან დაკავშირებული. მან თქვა: „რეაქტორში კომპონენტების ინტეგრაციიდან ატომური დონის მექანიზმამდე, ეს ინჟინერიის მრავალი დონის კარგი მაგალითია“. „ეს შეესაბამება მოლეკულური ნანოტექნოლოგიის თემას და აჩვენებს, თუ როგორ შეგვიძლია მისი გავრცელება რეალურ სამყაროს მოწყობილობებზე“.
ვანგის თქმით, მასშტაბირებადი სისტემის შემუშავების შემდეგი ნაბიჯი სისტემის სტაბილურობის გაუმჯობესება და პროცესისთვის საჭირო ენერგიის შემდგომი შემცირებაა.
რაისის უნივერსიტეტის კურსდამთავრებულები ჟუ პენგი, ლიუ ჩუნიანი და სია ჩუანი, ნაშრომის მთავარი ხელმძღვანელი პოსტდოქტორანტი მკვლევარი ჯ. ევანსი ატველ-ველჩია.
შეგიძლიათ დარწმუნებული იყოთ, რომ ჩვენი რედაქცია ყურადღებით დააკვირდება გაგზავნილ ყველა გამოხმაურებას და მიიღებს შესაბამის ზომებს. თქვენი აზრი ჩვენთვის ძალიან მნიშვნელოვანია.
თქვენი ელექტრონული ფოსტის მისამართი გამოიყენება მხოლოდ იმისთვის, რომ მიმღებმა შეიტყოს, თუ ვინ გამოგიგზავნათ ელ.წერილი. არც თქვენი და არც მიმღების მისამართი არ იქნება გამოყენებული სხვა მიზნით. თქვენს მიერ შეყვანილი ინფორმაცია გამოჩნდება თქვენს ელ.წერილში, მაგრამ Phys.org არ შეინახავს მას რაიმე ფორმით.
გამოგვიგზავნეთ ყოველკვირეული და/ან ყოველდღიური განახლებები თქვენს ელ. ფოსტაზე. შეგიძლიათ გამოწერის გაუქმება ნებისმიერ დროს და ჩვენ არასდროს გავუზიარებთ თქვენს მონაცემებს მესამე პირებს.
ეს ვებსაიტი იყენებს ქუქი-ფაილებს ნავიგაციის გასაადვილებლად, ჩვენი სერვისების თქვენი გამოყენების გასაანალიზებლად და მესამე მხარის კონტენტის მოსაწოდებლად. ჩვენი ვებსაიტის გამოყენებით, თქვენ ადასტურებთ, რომ წაიკითხეთ და გაიგეთ ჩვენი კონფიდენციალურობის პოლიტიკა და გამოყენების პირობები.