Vývoj nových elektrických reakcí k dekarbonizaci našeho energetického systému

Profesor chemie MIT Yogesh Surendranath nastoupil na fakultu MIT v roce 2013. “Jednou z nejatraktivnějších částí katedry je vyvážené složení první kariérní a vedoucí fakulty. Vytváří výživné a živé prostředí. „Spolupracuji,” řekl. „Ale hlavně mě podivní studenti MIT přivedli zpět.” Věda motivuje jejich energie a nadšení. Uznání: Gretchen Ertl

OSTATNÍYogesh Surendranath chce dekarbonizovat naše energetické systémy: vývojem nových elektrochemických reakcí doufá, že najde nové způsoby, jak generovat energii a snižovat skleníkové plyny.

Elektřina hraje v našich životech důležitou roli, od hoření našich domovů po provoz technologie a nástrojů, na které se každý den spoléháme. Elektřina může také mít významný vliv na velikost molekul spuštěním chemických reakcí, které produkují prospěšné produkty.

Na této molekulární úrovni profesor chemie MIT Yogesh Surendranath používá elektřinu k regeneraci chemických vazeb. Elektrochemické reakce, které produkuje, mají potenciál pro procesy, jako je separace vody na vodíkové palivo, výroba účinnějších palivových článků a přeměna odpadních produktů, jako je oxid uhličitý, na palivo.

„Celý náš výzkum je součástí dekarbonizace energetického ekosystému,“ uvedl Surendranath, který nyní vlastní ministerstvo chemie MIT a působí jako zástupce ředitele Centra pro zachycování, využití a skladování uhlíku, jednoho z Nízkoenergetické energetické centrum provozuje MIT Energy Initiative (MITEI).

Ačkoli jeho práce má mnoho aplikací ke zlepšení energetické účinnosti, většina výzkumných projektů skupiny Surendranath se vyvinula z primárního zájmu laboratoře o průzkum na molekulární úrovni k reakcím chemická látka, která se vyskytuje mezi povrchem elektrody a kapalinou.

„Naším cílem je identifikovat klíčové procesy, které omezují rychlost, a základní kroky reakčního mechanismu, které poskytují jeden produkt druhému, abychom mohli logicky řídit vlastnost materiálu tak, aby mohla být nejselektivnější a nejúčinnější realizací celkové reakce, “uvedl.

Změna síly

Surendranath se narodil v indickém Bangalore a přestěhoval se s rodiči do Kentu ve státě Ohio, když mu byly tři roky. Bangalore a Kent mají přední světová centra pro studium kapalných krystalických materiálů, jejichž obor zadal Surendranathův otec, organický chemik.

„Vždycky vezmu svého otce do laboratoře, ai když mě rodiče povzbudili k další léčbě, myslím, že můj zájem o vědu a chemii mohl v mladém věku vzbudit zážitky,“ Surendranath si pamatuje.

Ačkoli se zajímal o všechny vědy, soustředil se poté, co absolvoval svou první univerzitní třídu chemie na University of Virginia, spolu s profesorem jménem Dean Harman. Byl spoluautorem dvojího oboru chemie a fyziky a nakonec prozkoumal Harmanovu laboratoř anorganické chemie.

Po absolvování UVA Surendranath přišel na MIT na postgraduální studium, kde jeho bývalým vedoucím práce byl profesor MIT Daniel Nocera. S Nocerou prozkoumal využití elektřiny k dělení vody jako transformační metodu výroby vodíku. Surendranathův doktorský výzkum se zaměřuje na vývoj metod katalyzujících polovinu reakce, která čerpá plynný kyslík z vody.

Ještě více se podílel na vývoji katalyzátoru při postgraduální stáži na Kalifornské univerzitě v Berkeley. Tam se začal zajímat o nanomateriály a reakce, které probíhaly na rozhraní mezi pevnými katalyzátory a kapalinami.

„Toto rozhraní, kde je mnoho důležitých procesů zapojeno do přeměny energie, ke které dochází u elektrochemických technologií, jako jsou baterie, elektrolyzér a palivové články,“ řekl.

V roce 2013 se Surendranath vrátil na MIT, aby se připojil k fakultě, přičemž během této doby bylo přijato mnoho členů juniorské fakulty.

Jedním z nejzajímavějších rysů katedry je vyvážené složení rané kariéry a vyšších fakult. Vytváří pečující a životní prostředí, které funguje společně, “řekl. „Ale hlavně mě úžasní studenti MIT přivedli zpět. Věda motivuje jejich energie a nadšení.“

Dekarbon paliva

Mezi mnoha elektrochemickými reakcemi, které se v laboratoři Surendranath pokouší, je přeměna oxidu uhličitého na jednoduchá palivová paliva, jako je oxid uhelnatý, ethylen nebo jiné uhlovodíky. Další projekt se zaměřuje na přeměnu metanu, který se spaluje z ropných vrtů na kapalná paliva, jako je methanol.

“V obou oblastech je myšlenkou přeměnit oxid uhličitý a nízkouhlíkové suroviny na chemikálie a paliva na těchto trzích. Tyto technologie jsou nezbytné pro dekarbonizaci chemického a palivového sektoru,” uvedl Surendranath. .

Mezi další projekty patří zlepšení účinnosti katalyzátorů používaných pro elektrolýzu vody a palivových článků a pro výrobu peroxidu vodíku (multidezinfekční prostředek). Většina realizovaných projektů je motivována jeho studenty k řešení obtížných problémů a navazování na neočekávané, řekl Surendranath.

„Skutečná radost z mého času zde, kromě vědy, je o sledování studentů, které učím, jak rostou a dospívají, aby se stali nezávislými vědci a vůdci myšlenek, a pak se vydali na cestu nezávislé kariéry, ať už v průmyslu nebo na akademické půdě, “uvedl. „Ta role učitele příští generace vědců v mém oboru bude ještě obohacující.“

I když berou svou práci vážně, Surendranath a jeho studenti chtějí zachovat lehkost své laboratoře. Často ke sdílení přinesl mango, kokosové ořechy a další exotické ovoce a užíval si létající kaskadérské draky – víceřadý drak, který jim umožňoval provádět akrobatické manévry, jako je pohyb. v počtu. Také se občas ocitl ve výrobě balónků nebo foukání na velmi velké mýdlové bubliny.

“Moje skupina skutečně vyvíjí pozitivnější, kolaborativnější a povznášející prostředí, ve kterém jdeme po obtížných problémech, a během toho si užijeme spoustu zábavy,” řekl Surendranath. „Cítím se požehnaný, že mohu pracovat s lidmi, kteří investovali mnoho výzkumného úsilí a vyvinuli kulturu, která je zábavnější pro práci každý den.“

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.