নতুন প্রযুক্তি কার্বন ডাই অক্সাইডকে তরল জ্বালানীতে রূপান্তরকে উন্নত করে

নীচের ফর্মটি পূরণ করুন এবং আমরা আপনাকে "কার্বন ডাই অক্সাইডকে তরল জ্বালানীতে রূপান্তর করতে নতুন প্রযুক্তির উন্নতি" এর PDF সংস্করণ ইমেল করব।
কার্বন ডাই অক্সাইড (CO2) হল জীবাশ্ম জ্বালানি এবং সবচেয়ে সাধারণ গ্রিনহাউস গ্যাস পোড়ানোর পণ্য, যা টেকসই উপায়ে দরকারী জ্বালানীতে রূপান্তরিত হতে পারে। CO2 নির্গমনকে জ্বালানী ফিডস্টকে রূপান্তর করার একটি প্রতিশ্রুতিবদ্ধ উপায় হল একটি প্রক্রিয়া যাকে বলা হয় ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল হ্রাস। কিন্তু বাণিজ্যিকভাবে কার্যকর হওয়ার জন্য, আরও পছন্দসই কার্বন-সমৃদ্ধ পণ্য নির্বাচন বা উত্পাদন করার জন্য প্রক্রিয়াটিকে উন্নত করতে হবে। এখন, নেচার এনার্জি জার্নালে রিপোর্ট করা হয়েছে, লরেন্স বার্কলে ন্যাশনাল ল্যাবরেটরি (বার্কলে ল্যাব) সহায়ক প্রতিক্রিয়ার জন্য ব্যবহৃত তামার অনুঘটকের পৃষ্ঠকে উন্নত করার জন্য একটি নতুন পদ্ধতি তৈরি করেছে, যার ফলে প্রক্রিয়াটির নির্বাচনীতা বৃদ্ধি পেয়েছে।
"যদিও আমরা জানি যে তামা এই প্রতিক্রিয়ার জন্য সর্বোত্তম অনুঘটক, তবে এটি পছন্দসই পণ্যের জন্য উচ্চ নির্বাচনীতা প্রদান করে না," বলেছেন অ্যালেক্সিস, বার্কলে ল্যাবের রাসায়নিক বিজ্ঞান বিভাগের একজন সিনিয়র বিজ্ঞানী এবং বিশ্ববিদ্যালয়ের রাসায়নিক প্রকৌশল বিভাগের অধ্যাপক। ক্যালিফোর্নিয়া, বার্কলে। বানান ড. "আমাদের দল খুঁজে পেয়েছে যে আপনি অনুঘটকের স্থানীয় পরিবেশ ব্যবহার করে এই ধরনের নির্বাচন প্রদানের জন্য বিভিন্ন কৌশল করতে পারেন।"
পূর্ববর্তী গবেষণায়, গবেষকরা বাণিজ্যিক মূল্যের সাথে কার্বন-সমৃদ্ধ পণ্য তৈরির জন্য সর্বোত্তম বৈদ্যুতিক এবং রাসায়নিক পরিবেশ প্রদানের জন্য সুনির্দিষ্ট শর্ত স্থাপন করেছেন। কিন্তু এই শর্তগুলি জল-ভিত্তিক পরিবাহী পদার্থ ব্যবহার করে সাধারণ জ্বালানী কোষগুলিতে প্রাকৃতিকভাবে ঘটে এমন অবস্থার বিপরীত।
জ্বালানী কোষের জলের পরিবেশে ব্যবহার করা যেতে পারে এমন নকশা নির্ধারণ করার জন্য, জ্বালানি মন্ত্রকের তরল সানশাইন অ্যালায়েন্সের শক্তি উদ্ভাবন কেন্দ্র প্রকল্পের অংশ হিসাবে, বেল এবং তার দল আয়নোমারের একটি পাতলা স্তরে পরিণত হয়েছিল, যা নির্দিষ্ট চার্জযুক্ত হতে পারে। অণু (আয়ন) মাধ্যমে পাস. অন্যান্য আয়ন বাদ দিন। তাদের অত্যন্ত নির্বাচনী রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যের কারণে, তারা মাইক্রোএনভায়রনমেন্টের উপর শক্তিশালী প্রভাব রাখার জন্য বিশেষভাবে উপযুক্ত।
Chanyeon কিম, বেল গ্রুপের একজন পোস্টডক্টরাল গবেষক এবং কাগজের প্রথম লেখক, দুটি সাধারণ আয়নোমার, Nafion এবং Sustainion দিয়ে তামার অনুঘটকের পৃষ্ঠকে আবরণ করার প্রস্তাব করেছিলেন। দলটি অনুমান করেছিল যে এটি করার ফলে অনুঘটকের কাছাকাছি পরিবেশ পরিবর্তন করা উচিত - পিএইচ এবং জল এবং কার্বন ডাই অক্সাইডের পরিমাণ সহ - কোনও উপায়ে কার্বন-সমৃদ্ধ পণ্যগুলি তৈরি করার প্রতিক্রিয়া নির্দেশ করে যা সহজেই দরকারী রাসায়নিকগুলিতে রূপান্তরিত হতে পারে। পণ্য এবং তরল জ্বালানী।
গবেষকরা একটি ফিল্ম তৈরি করার জন্য একটি পলিমার উপাদান দ্বারা সমর্থিত একটি তামার ফিল্মে প্রতিটি আয়নোমারের একটি পাতলা স্তর এবং দুটি আয়নোমারের একটি দ্বিগুণ স্তর প্রয়োগ করেছিলেন, যা তারা একটি হাত আকৃতির ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল কোষের এক প্রান্তের কাছে সন্নিবেশ করতে পারে। ব্যাটারিতে কার্বন ডাই অক্সাইড প্রবেশ করানো এবং ভোল্টেজ প্রয়োগ করার সময়, তারা ব্যাটারির মধ্য দিয়ে প্রবাহিত মোট বর্তমান পরিমাপ করে। তারপরে তারা প্রতিক্রিয়ার সময় পার্শ্ববর্তী জলাশয়ে সংগৃহীত গ্যাস এবং তরল পরিমাপ করেছিল। দ্বি-স্তরের ক্ষেত্রে, তারা দেখেছে যে কার্বন-সমৃদ্ধ পণ্যগুলি প্রতিক্রিয়া দ্বারা গৃহীত শক্তির 80% জন্য দায়ী - আনকোটেড ক্ষেত্রে 60% এর চেয়ে বেশি।
"এই স্যান্ডউইচ আবরণ উভয় বিশ্বের সেরা প্রদান করে: উচ্চ পণ্য নির্বাচন এবং উচ্চ কার্যকলাপ," বেল বলেন. ডাবল-লেয়ার পৃষ্ঠটি শুধুমাত্র কার্বন-সমৃদ্ধ পণ্যগুলির জন্যই ভাল নয়, একই সাথে একটি শক্তিশালী স্রোতও তৈরি করে, যা কার্যকলাপ বৃদ্ধির ইঙ্গিত দেয়।
গবেষকরা উপসংহারে পৌঁছেছেন যে উন্নত প্রতিক্রিয়াটি তামার উপরে সরাসরি আবরণে জমা হওয়া উচ্চ CO2 ঘনত্বের ফলাফল। এছাড়াও, নেতিবাচক চার্জযুক্ত অণু যা দুটি আয়নোমারের মধ্যে অঞ্চলে জমা হয় তারা কম স্থানীয় অম্লতা তৈরি করবে। এই সংমিশ্রণটি ঘনত্বের ট্রেড-অফগুলিকে অফসেট করে যা আয়নোমার ফিল্মের অনুপস্থিতিতে ঘটতে থাকে।
প্রতিক্রিয়ার কার্যকারিতা আরও উন্নত করার জন্য, গবেষকরা একটি পূর্বে প্রমাণিত প্রযুক্তির দিকে মনোনিবেশ করেছেন যা CO2 এবং pH: স্পন্দিত ভোল্টেজ বাড়ানোর জন্য অন্য পদ্ধতি হিসাবে একটি আয়নোমার ফিল্মের প্রয়োজন হয় না। ডাবল-লেয়ার আয়নোমার আবরণে স্পন্দিত ভোল্টেজ প্রয়োগ করে, গবেষকরা আনকোটেড কপার এবং স্ট্যাটিক ভোল্টেজের তুলনায় কার্বন-সমৃদ্ধ পণ্যগুলিতে 250% বৃদ্ধি অর্জন করেছেন।
যদিও কিছু গবেষক তাদের কাজকে নতুন অনুঘটকের বিকাশের দিকে মনোনিবেশ করেন, অনুঘটকের আবিষ্কার অপারেটিং অবস্থার বিবেচনায় নেয় না। অনুঘটক পৃষ্ঠের পরিবেশ নিয়ন্ত্রণ একটি নতুন এবং ভিন্ন পদ্ধতি।
"আমরা একটি সম্পূর্ণ নতুন অনুঘটক নিয়ে আসিনি, তবে প্রতিক্রিয়া গতিবিদ্যা সম্পর্কে আমাদের উপলব্ধি ব্যবহার করেছি এবং অনুঘটক সাইটের পরিবেশ কীভাবে পরিবর্তন করা যায় সে সম্পর্কে চিন্তা করার জন্য আমাদের গাইড করার জন্য এই জ্ঞান ব্যবহার করেছি," অ্যাডাম ওয়েবার, একজন সিনিয়র ইঞ্জিনিয়ার বলেছেন। বার্কলে ল্যাবরেটরিতে শক্তি প্রযুক্তির ক্ষেত্রে বিজ্ঞানী এবং কাগজপত্রের সহ-লেখক।
পরবর্তী ধাপ হল প্রলিপ্ত অনুঘটকের উৎপাদন প্রসারিত করা। বার্কলে ল্যাব টিমের প্রাথমিক পরীক্ষায় ছোট ফ্ল্যাট মডেল সিস্টেম জড়িত ছিল, যা বাণিজ্যিক অ্যাপ্লিকেশনের জন্য প্রয়োজনীয় বৃহৎ-ক্ষেত্রের ছিদ্রযুক্ত কাঠামোর তুলনায় অনেক সহজ ছিল। “একটি সমতল পৃষ্ঠে একটি আবরণ প্রয়োগ করা কঠিন নয়। কিন্তু বাণিজ্যিক পদ্ধতিতে লেপ ক্ষুদ্র তামার বল জড়িত থাকতে পারে,” বেল বলেন। লেপের দ্বিতীয় স্তর যোগ করা চ্যালেঞ্জিং হয়ে ওঠে। একটি সম্ভাবনা হল একটি দ্রাবকের মধ্যে দুটি আবরণ একসাথে মিশ্রিত করা এবং জমা করা, এবং আশা করি যে দ্রাবক বাষ্পীভূত হয়ে গেলে তারা আলাদা হয়ে যাবে। যদি তারা না করে? বেল উপসংহারে এসেছিলেন: "আমাদের আরও স্মার্ট হতে হবে।" কিম সি, বুই জেসি, লুও এক্স এবং অন্যান্যদের পড়ুন। তামার উপর ডাবল-লেয়ার আয়নোমার আবরণ ব্যবহার করে মাল্টি-কার্বন পণ্যগুলিতে CO2-এর ইলেক্ট্রো-কমানোর জন্য কাস্টমাইজড অনুঘটক মাইক্রোএনভায়রনমেন্ট। ন্যাট এনার্জি। 2021;6(11):1026-1034। doi:10.1038/s41560-021-00920-8
এই নিবন্ধটি নিম্নলিখিত উপাদান থেকে পুনরুত্পাদিত হয়. দ্রষ্টব্য: উপাদান দৈর্ঘ্য এবং বিষয়বস্তুর জন্য সম্পাদনা করা হতে পারে. আরো তথ্যের জন্য, উদ্ধৃত উৎসের সাথে যোগাযোগ করুন.