Snadnější a chladnější způsob, jak snížit naši uhlíkovou stopu: oxid měďnatý a india

Verze obsahující chemickou reverzibilní reakci voda-plyn (RWGS-CL) může pomoci převést CO2 CO při nižších teplotách než nežádoucí produkty, což může vést k jednoduché separaci plynu. Uznání: Yasushi Sekine z Waseda University

Vědci vytvořili rekord v nejvyšší rychlosti přeměny oxidu uhličitého při nízkých teplotách s modifikovaným oxidem mědi a india, což znamená udržitelné e-palivo.

Vzhledem k rostoucí závažnosti změny klimatu roste poptávka po technologiích, které mohou zachytávat a využívat atmosférický CO2 (oxid uhličitý) a snížit naši uhlíkovou stopu. V oblasti obnovitelné energie CO2e-paliva se ukázala jako slibná technologie, která se pokusí převést atmosférický CO2 vyčistit palivo. Proces zahrnuje výrobu syntetického plynu nebo Syngas (směs vodíku a oxidu uhelnatého (CO)). S pomocí reverzní reakce posunu voda-plyn (RWGS), CO2 děleno CO nezbytným pro syngas. I když slibuje svou účinnost přeměny, vyžaduje reakce RWGS pro udržení mnohem vyšší teplotu (> 700 ° C) a zároveň vytváří nežádoucí produkty.

Aby vědci tyto problémy vyřešili, vyvinuli upravenou verzi chemicko-smyčkové reakce RWGS, která převádí CO2 v CO dvoustupňovým způsobem. Nejprve se oxid kovu, používaný jako materiál pro skladování kyslíku, redukuje na vodík. Poté se také oxiduje na CO2, který poskytuje CO. Tato metoda nemá ráda produkty, které vznikají, usnadňuje separaci plynů a lze ji provádět při nejnižší teplotě v závislosti na zvoleném oxidu. V důsledku toho vědci hledají oxidové materiály, které vykazují vysokou rychlost redukce oxidace, která nevyžaduje vysoké teploty.

V nedávné studii publikované v Cheadelphia Science, vědci z univerzity Waseda University a ENEOS Corporation v Japonsku odhalili novou měď modifikovanou oxidem india (Cu-In2nebo3) vykazuje nefunkční záznam CO2 rychlost konverze 10 mmolh-1G-1 při relativně mírných teplotách (400-500 ° C), což z něj činí hlavní materiál pro skladování kyslíku potřebný pro nízkoteplotní CO2 konverze Abychom lépe porozuměli tomuto chování, skupina zkoumala strukturní vlastnosti oxidu Cu-In spolu s kinetikou podílející se na chemické reakci RWGS.

Chladnější způsoby, jak snížit naši uhlíkovou stopu

Vysoký záznam konverze CO2 při nízkých teplotách v upravené verzi RWGS s chemickými smyčkami s použitím nového oxidu měďnatého a india. Zápočet: Waseda University

Vědci provedli rentgenové testy a zjistili, že vzorek původně obsahoval mateřský materiál, Cu2na2nebo5, který se nejprve redukuje na vodík za vzniku Cu-In slitina a oxid india (Sa2nebo3) a poté oxiduje na CO2 poskytnout Cu-In2nebo3 a údaje o CO. Rentgenové záření dále odhaluje, že prochází oxidací a zkracuje dobu reakce, což poskytuje vědcům klíčové indikace. „Rentgenová měření ukazují, že reakce chemicky smyčkového RWGS je v souladu s redukcí a oxidací india, což vede k tvorbě a oxidaci slitiny Cu-In,“ vysvětluje profesor Yasushi Sekine z Waseda University, který studii vedl.

Kinetické testy poskytují další pohled na reakci. Krok redukce odhaluje, že Cu je zodpovědný za snižování oxidu india při nízkých teplotách, zatímco krok oxidace ukazuje, že povrch slitiny Cu-In zachovává velmi nízký stav, zatímco většina oxidovaný. To umožňuje, aby oxidace probíhala dvakrát rychleji než jiné oxidy. Tato skupina popisuje toto chování při oxidačním stresu jako rychlou migraci záporně nabitých iontů kyslíku ze slitiny Cu-In na většinu z nich, což napomáhá požadované oxidaci kapsy.

Doufáme, že výsledky budou vědce nadšené z budoucnosti oxidů mědi a india. „Vzhledem k současnému stavu emisí uhlíku a globálnímu oteplování je proces přeměny oxidu uhličitého mnohem žádanější. I když je reakce RWGS používaná v chemicky smyčkovaných materiálech dobrá. oxide, náš nový Cu-In-oxid zde vykazuje dalekosáhlý výkon než kterýkoli z nich. Doufáme, že významně přispěje ke snížení naší uhlíkové stopy a k vedení lidí k udržitelnější budoucnosti, “uvedl. Uzavřel Sekine.

Odkaz: „Rychlý přenos iontů kyslíku na objem Cu – In – oxid a jeho použití pro efektivní CO2 převod na nižší teploty “, Jun-Ichiro Makiura, Takuma Higo, Yutaro Kurosawa, Kota Murakami, Shuhei Ogo, Hideaki Tsuneki, Yasushi Hashimoto, Yasushi Satob a Yasushi Sekine, 23. prosince 2020, Chemická věda.
DOI: 10.1039 / d0sc05340f

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Naneste na krém Deep Heat

Podle Experimentální biologie 6. května 2021 Studie odhalila zvýšení aerobního výkonu u sportovců, kteří používali krém s hlubokým teplem bez lékařského předpisu. Hluboké tepelné krémy, které sportovci...

Skladování obnovitelné energie v kamenech místo lithiových baterií

V případě přebytku elektřiny z větru nebo slunce se energetická rezerva nabije. To se děje prostřednictvím systému kompresorů a turbín, které čerpají tepelnou...

Byly vyvinuty ploché nudle, které se při vaření transformují do tvaru

CMU Lab vede vývoj nudlí, které se při vaření transformují do tvaru. Fotografický kredit: Carnegie Mellon University Ploché nudle zajišťují udržitelnější balení, přepravu a...

Houby mohou léčit bakterie a obohatit půdu o živiny

Aeroskulární mykorhizní houby se rozprostírají přes dlouhé vláknité struktury zvané krásně až k zemi. Krásy, menší než lidské vlasy, lze vidět mezi kořeny...

Světlo zapíná barvy a vzory objektů

Nový systém využívá ultrafialové světlo, které se promítá na objekty natřené barvou aktivující světlo, ke změně reflexních vlastností barvy a vytváření obrazů během několika...

Newsletter

Subscribe to stay updated.