පුළුල් ලෙස බෙදා හරින ලද පාංශු ඛනිජයක් වන α-යකඩ-(III) ඔක්සිහයිඩ්‍රොක්සයිඩ්, කාබන් ඩයොක්සයිඩ් ෆෝමික් අම්ලය බවට ප්‍රකාශ අඩු කිරීම සඳහා ප්‍රතිචක්‍රීකරණය කළ හැකි උත්ප්‍රේරකයක් බව සොයා ගන්නා ලදී. ණය: මහාචාර්ය කසුහිකෝ මේඩා
ෆෝමික් අම්ලය (HCOOH) වැනි ප්‍රවාහනය කළ හැකි ඉන්ධන වලට CO2 ප්‍රකාශනය අඩු කිරීම වායුගෝලයේ ඉහළ යන CO2 මට්ටම් සමඟ සටන් කිරීමට හොඳ ක්‍රමයකි. මෙම කාර්යයට සහාය වීම සඳහා, ටෝකියෝ තාක්ෂණ ආයතනයේ පර්යේෂණ කණ්ඩායමක් පහසුවෙන් ලබා ගත හැකි යකඩ මත පදනම් වූ ඛනිජයක් තෝරාගෙන එය ඇලුමිනා ආධාරකයක් මත පටවා CO2 කාර්යක්ෂමව HCOOH බවට පරිවර්තනය කළ හැකි උත්ප්‍රේරකයක් සංවර්ධනය කිරීමට සමත් විය, එය 90% ක් පමණ තෝරා ගැනීමේ හැකියාවයි!
විදුලි වාහන බොහෝ දෙනෙකුට ආකර්ශනීය විකල්පයක් වන අතර එයට ප්‍රධාන හේතුවක් වන්නේ ඒවාට කාබන් විමෝචනයක් නොමැති වීමයි. කෙසේ වෙතත්, බොහෝ දෙනෙකුට ඇති විශාල අවාසියක් නම්, ඒවායේ පරාසය නොමැතිකම සහ දිගු ආරෝපණ කාලයයි. පෙට්‍රල් වැනි ද්‍රව ඉන්ධන විශාල වාසියක් ඇත්තේ මෙහිදීය. ඒවායේ ඉහළ ශක්ති ඝනත්වය යනු දිගු පරාසයන් සහ ඉක්මන් ඉන්ධන පිරවීමයි.
පෙට්‍රල් හෝ ඩීසල් වලින් වෙනස් ද්‍රව ඉන්ධනයකට මාරු වීමෙන් ද්‍රව ඉන්ධනවල වාසි රඳවා ගනිමින් කාබන් විමෝචනය ඉවත් කළ හැකිය. උදාහරණයක් ලෙස ඉන්ධන සෛලයක, ෆෝමික් අම්ලයට ජලය සහ කාබන් ඩයොක්සයිඩ් මුදා හරිමින් එන්ජිමකට බලය සැපයිය හැකිය. කෙසේ වෙතත්, වායුගෝලීය CO2 HCOOH දක්වා අඩු කිරීමෙන් ෆෝමික් අම්ලය නිපදවන්නේ නම්, එකම ශුද්ධ ප්‍රතිදානය ජලයයි.
අපගේ වායුගෝලයේ කාබන් ඩයොක්සයිඩ් මට්ටම් ඉහළ යාම සහ ගෝලීය උණුසුමට ඒවායේ දායකත්වය දැන් පොදු ප්‍රවෘත්තියකි. පර්යේෂකයන් ගැටලුවට විවිධ ප්‍රවේශයන් අත්හදා බැලූ විට, ඵලදායී විසඳුමක් මතු විය - වායුගෝලයේ අතිරික්ත කාබන් ඩයොක්සයිඩ් ශක්තියෙන් පොහොසත් රසායනික ද්‍රව්‍ය බවට පත් කිරීම.
සූර්යාලෝකයේ CO2 ප්‍රකාශ අඩු කිරීම මගින් ෆෝමික් අම්ලය (HCOOH) වැනි ඉන්ධන නිෂ්පාදනය මෑතකදී විශාල අවධානයක් දිනාගෙන ඇත, මන්ද මෙම ක්‍රියාවලියට ද්විත්ව ප්‍රතිලාභයක් ඇත: එය අතිරික්ත CO2 විමෝචනය අඩු කරන අතර අප දැනට මුහුණ දෙන ශක්තිය අවම කිරීමට ද උපකාරී වේ. හිඟය. ඉහළ ශක්ති ඝනත්වයක් සහිත හයිඩ්‍රජන් සඳහා විශිෂ්ට වාහකයක් ලෙස, HCOOH හට දහනය හරහා ශක්තිය සැපයිය හැකි අතර අතුරු ඵලයක් ලෙස ජලය පමණක් නිකුත් කළ හැකිය.
මෙම ලාභදායී විසඳුම යථාර්ථයක් බවට පත් කිරීම සඳහා, විද්‍යාඥයින් හිරු එළියේ ආධාරයෙන් කාබන් ඩයොක්සයිඩ් අඩු කරන ප්‍රකාශ උත්ප්‍රේරක පද්ධති සංවර්ධනය කර ඇත. මෙම පද්ධතිය ආලෝකය අවශෝෂක උපස්ථරයක් (එනම්, ප්‍රභාසංවේදකයක්) සහ CO2 HCOOH බවට අඩු කිරීම සඳහා අවශ්‍ය බහු ඉලෙක්ට්‍රෝන හුවමාරුව සක්‍රීය කරන උත්ප්‍රේරකයකින් සමන්විත වේ. මේ අනුව සුදුසු සහ කාර්යක්ෂම උත්ප්‍රේරක සෙවීම ආරම්භ විය!
බහුලව භාවිතා වන සංයෝග තොරතුරු ග්‍රැෆික්ස් භාවිතයෙන් කාබන් ඩයොක්සයිඩ් ප්‍රකාශ උත්ප්‍රේරක අඩු කිරීම. ණය: මහාචාර්ය කසුහිකෝ මේඩා
ඒවායේ කාර්යක්ෂමතාව සහ විභව ප්‍රතිචක්‍රීකරණය කිරීමේ හැකියාව හේතුවෙන්, ඝන උත්ප්‍රේරක මෙම කාර්යය සඳහා හොඳම අපේක්ෂකයින් ලෙස සලකනු ලබන අතර, වසර ගණනාවක් පුරා, බොහෝ කොබෝල්ට්, මැංගනීස්, නිකල් සහ යකඩ මත පදනම් වූ ලෝහ-කාබනික රාමු (MOF) වල උත්ප්‍රේරක හැකියාවන් ගවේෂණය කර ඇති අතර, ඒ අතර දෙවැන්න අනෙකුත් ලෝහවලට වඩා යම් වාසි ඇත. කෙසේ වෙතත්, මෙතෙක් වාර්තා වී ඇති බොහෝ යකඩ මත පදනම් වූ උත්ප්‍රේරක HCOOH නොව ප්‍රධාන නිෂ්පාදනය ලෙස කාබන් මොනොක්සයිඩ් පමණක් නිපදවයි.
කෙසේ වෙතත්, මෙම ගැටළුව ඉක්මනින් විසඳනු ලැබුවේ මහාචාර්ය කසුහිකෝ මේඩාගේ නායකත්වයෙන් යුත් ටෝකියෝ තාක්ෂණ ආයතනයේ (ටෝකියෝ ටෙක්) පර්යේෂකයන් කණ්ඩායමක් විසිනි. Angewandte Chemie නම් රසායනික සඟරාවේ ප්‍රකාශයට පත් කරන ලද මෑත කාලීන අධ්‍යයනයක දී, කණ්ඩායම α-යකඩ(III) ඔක්සිහයිඩ්‍රොක්සයිඩ් (α-FeO​​OH; geothite) භාවිතා කරමින් ඇලුමිනා (Al2O3)-සහාය දක්වන යකඩ පාදක උත්ප්‍රේරකයක් පෙන්නුම් කළේය. α-FeO​​OH/Al2O3 උත්ප්‍රේරකය විශිෂ්ට CO2 සිට HCOOH දක්වා පරිවර්තන කාර්ය සාධනයක් සහ විශිෂ්ට ප්‍රතිචක්‍රීකරණය කිරීමේ හැකියාව පෙන්නුම් කරයි. ඔවුන්ගේ උත්ප්‍රේරක තේරීම ගැන විමසූ විට, මහාචාර්ය මේඩා මෙසේ පැවසීය: “CO2 ප්‍රකාශ අඩු කිරීමේ පද්ධතිවල උත්ප්‍රේරක ලෙස වඩාත් බහුල මූලද්‍රව්‍ය ගවේෂණය කිරීමට අපට අවශ්‍යයි. අපට ක්‍රියාකාරී, ප්‍රතිචක්‍රීකරණය කළ හැකි, විෂ නොවන සහ මිල අඩු ඝන උත්ප්‍රේරකයක් අවශ්‍ය වේ. ඒ නිසා අපි අපගේ අත්හදා බැලීම් සඳහා ගොතයිට් වැනි පුළුල් ලෙස බෙදා හරින ලද පාංශු ඛනිජ තෝරා ගත්තෙමු.”
කණ්ඩායම ඔවුන්ගේ උත්ප්‍රේරක සංස්ලේෂණය කිරීම සඳහා සරල කාවැද්දීමේ ක්‍රමයක් භාවිතා කළහ. ඉන්පසු ඔවුන් රූතේනියම් මත පදනම් වූ (Ru) ප්‍රභාසංවේදකයක්, ඉලෙක්ට්‍රෝන පරිත්‍යාගශීලියෙකු සහ නැනෝමීටර 400 ට වැඩි තරංග ආයාමයක් සහිත දෘශ්‍ය ආලෝකයක් ඉදිරියේ කාමර උෂ්ණත්වයේ දී ප්‍රභා උත්ප්‍රේරක ලෙස CO2 අඩු කිරීමට යකඩ ආධාරක Al2O3 ද්‍රව්‍ය භාවිතා කළහ.
ප්‍රතිඵල ඉතා දිරිගන්වන සුළුයි. ප්‍රධාන නිෂ්පාදනය වන HCOOH සඳහා ඔවුන්ගේ පද්ධතියේ තේරීම 80-90% ක් වූ අතර ක්වොන්ටම් අස්වැන්න 4.3% කි (පද්ධතියේ කාර්යක්ෂමතාව පෙන්නුම් කරයි).
මෙම අධ්‍යයනයෙන් කාර්යක්ෂම ප්‍රභාසංවේදකයක් සමඟ යුගල කළ විට HCOOH ජනනය කළ හැකි පළමු වර්ගයේ යකඩ මත පදනම් වූ ඝන උත්ප්‍රේරකයක් ඉදිරිපත් කෙරේ. නිසි ආධාරක ද්‍රව්‍යයක (Al2O3) වැදගත්කම සහ ප්‍රකාශ රසායනික අඩු කිරීමේ ප්‍රතික්‍රියාව කෙරෙහි එහි බලපෑම ද එය සාකච්ඡා කරයි.
"මෙම පර්යේෂණයෙන් ලැබෙන තීක්ෂ්ණ බුද්ධිය කාබන් ඩයොක්සයිඩ් අනෙකුත් ප්‍රයෝජනවත් රසායනික ද්‍රව්‍ය බවට ප්‍රකාශ අඩු කිරීම සඳහා නව උච්ච ලෝහ-නිදහස් උත්ප්‍රේරක සංවර්ධනය කිරීමට උපකාරී විය හැකිය." හරිත බලශක්ති ආර්ථිකයකට යන මාර්ගය සංකීර්ණ නොවන බව අපගේ පර්යේෂණවලින් පෙනී යයි. සරල උත්ප්‍රේරක සකස් කිරීමේ ක්‍රම පවා විශිෂ්ට ප්‍රතිඵල ලබා දිය හැකි අතර, ඇලුමිනා වැනි සංයෝග මගින් සහාය දක්වන්නේ නම්, පෘථිවියෙන් බහුල සංයෝග CO2 අඩු කිරීම සඳහා තෝරාගත් උත්ප්‍රේරකයක් ලෙස භාවිතා කළ හැකි බව හොඳින් දන්නා කරුණකි," මහාචාර්ය මේඩා නිගමනය කරයි.
යොමු කිරීම්: "දෘශ්‍ය ආලෝකය යටතේ CO2 ප්‍රකාශන ප්‍රතිචක්‍රීකරණය සඳහා ප්‍රතිචක්‍රීකරණය කළ හැකි ඝන උත්ප්‍රේරකයක් ලෙස ඇලුමිනා-ආධාරක ඇල්ෆා-යකඩ (III) ඔක්සිහයිඩ්‍රොක්සයිඩ්" Daehyeon An, Dr. Shunta Nishioka, Dr. Shuhei Yasuda, Dr. Tomoki Kanazawa, Dr. Yoshinobuf, Dr. Yoshinobuf. මහාචාර්ය ෂුන්සුකේ නෝසාවා, මහාචාර්ය කසුහිකෝ මයිඩා, 2022 මැයි 12, ඇන්ගෙවාන්ඩ්ටේ චෙමි.ඩී.ඕ.අයි: 10.1002 / අනී.202204948
"පෙට්‍රල් වැනි ද්‍රව ඉන්ධනවලට විශාල වාසියක් ඇත්තේ එතැනයි. ඒවායේ ඉහළ ශක්ති ඝනත්වය යනු දිගු පරාසයන් සහ ඉක්මනින් ඉන්ධන පිරවීමයි."
සංඛ්‍යා කිහිපයක් ගැන කුමක් කිව හැකිද? ෆෝමික් අම්ලයේ ශක්ති ඝනත්වය පෙට්‍රල් හා සැසඳෙන්නේ කෙසේද? රසායනික සූත්‍රයේ එක් කාබන් පරමාණුවක් පමණක් ඇති බැවින්, එය පෙට්‍රල් වලට ආසන්නයටවත් පැමිණෙනු ඇතැයි මම සැක කරමි.
ඊට අමතරව, ගන්ධය ඉතා විෂ සහිත වන අතර, අම්ලයක් ලෙස, එය පෙට්‍රල් වලට වඩා විඛාදනයට ලක් වේ. මේවා විසඳිය නොහැකි ඉංජිනේරු ගැටළු නොවේ, නමුත් ෆෝමික් අම්ලය පරාසය වැඩි කිරීමේදී සහ බැටරි ඉන්ධන පිරවීමේ කාලය අඩු කිරීමේදී සැලකිය යුතු වාසි ලබා දෙන්නේ නම් මිස, එය බොහෝ විට උත්සාහය වටින්නේ නැත.
ඔවුන් පසෙන් ගොයිටයිට් නිස්සාරණය කිරීමට සැලසුම් කළේ නම්, එය බලශක්තිය අධික ලෙස භාවිතා කරන කැණීම් මෙහෙයුමක් වන අතර පරිසරයට හානි කළ හැකිය.
අවශ්‍ය අමුද්‍රව්‍ය ලබා ගැනීමට සහ ගොතයිට් සංස්ලේෂණය කිරීමට ප්‍රතික්‍රියා කිරීමට වැඩි ශක්තියක් අවශ්‍ය වනු ඇතැයි මම සැක කරන බැවින්, පසෙහි ගොතයිට් විශාල ප්‍රමාණයක් ඇති බව ඔවුන් සඳහන් කළ හැකිය.
ක්‍රියාවලියේ සමස්ත ජීවන චක්‍රය දෙස බලා සෑම දෙයකම බලශක්ති පිරිවැය ගණනය කිරීම අවශ්‍ය වේ. නාසා ආයතනයට නොමිලේ දියත් කිරීමක් වැනි දෙයක් හමු නොවීය. අනෙක් අය මෙය මතක තබා ගත යුතුය.
SciTechDaily: 1998 සිට හොඳම තාක්ෂණික ප්‍රවෘත්තිවල නිවහන. විද්‍යුත් තැපෑල හෝ සමාජ මාධ්‍ය හරහා නවතම තාක්ෂණික ප්‍රවෘත්ති සමඟ යාවත්කාලීනව සිටින්න.
බාබකියු වල දුම් දමන සහ මත් කරවන රසයන් ගැන සිතීම බොහෝ දෙනෙකුට කෙළ ගැසීමට ප්‍රමාණවත්ය. ගිම්හානය පැමිණ ඇත, සහ බොහෝ දෙනෙකුට…