මෙම ලිපිය Science X හි කතුවැකි ක්‍රියා පටිපාටි සහ ප්‍රතිපත්තිවලට අනුකූලව සමාලෝචනය කර ඇත. අන්තර්ගතයේ අඛණ්ඩතාව සහතික කරමින් කතුවරුන් පහත ගුණාංග අවධාරණය කර ඇත:
කාබන් ඩයොක්සයිඩ් (CO2) පෘථිවියේ ජීවය සඳහා අත්‍යවශ්‍ය සම්පතක් වන අතර ගෝලීය උණුසුමට දායක වන හරිතාගාර වායුවකි. අද වන විට, විද්‍යාඥයින් කාබන් ඩයොක්සයිඩ් පුනර්ජනනීය, අඩු කාබන් ඉන්ධන සහ ඉහළ වටිනාකමක් ඇති රසායනික නිෂ්පාදන නිෂ්පාදනය සඳහා පොරොන්දු වූ සම්පතක් ලෙස අධ්‍යයනය කරමින් සිටිති.
කාබන් ඩයොක්සයිඩ්, කාබන් මොනොක්සයිඩ්, මෙතනෝල් හෝ ෆෝමික් අම්ලය වැනි උසස් තත්ත්වයේ කාබන් අතරමැදි බවට පරිවර්තනය කිරීම සඳහා කාර්යක්ෂම හා ලාභදායී ක්‍රම හඳුනා ගැනීම පර්යේෂකයන්ට ඇති අභියෝගයයි.
ජාතික පුනර්ජනනීය බලශක්ති රසායනාගාරයේ (NREL) කේ.කේ. නියුර්ලින් ප්‍රමුඛ පර්යේෂණ කණ්ඩායමක් සහ ආර්ගොන් ජාතික රසායනාගාරයේ සහ ඕක් රිජ් ජාතික රසායනාගාරයේ සහයෝගිතාකරුවන් විසින් මෙම ගැටලුවට පොරොන්දු වූ විසඳුමක් සොයාගෙන ඇත. ඉහළ බලශක්ති කාර්යක්ෂමතාවයක් සහ කල්පැවැත්මක් සහිත පුනර්ජනනීය විදුලිය භාවිතයෙන් කාබන් ඩයොක්සයිඩ් වලින් ෆෝමික් අම්ලය නිපදවීමට පරිවර්තන ක්‍රමයක් කණ්ඩායම විසින් සකස් කරන ලදී.
"කාබන් ඩයොක්සයිඩ් ෆෝමික් අම්ලය බවට කාර්යක්ෂම විද්‍යුත් රසායනික පරිවර්තනය සඳහා පරිමාණය කළ හැකි පටල ඉලෙක්ට්‍රෝඩ එකලස් කිරීමේ ගෘහ නිර්මාණ ශිල්පය" යන මාතෘකාව යටතේ මෙම අධ්‍යයනය නේචර් කොමියුනිකේෂන්ස් සඟරාවේ ප්‍රකාශයට පත් කරන ලදී.
ෆෝමික් අම්ලය යනු පුළුල් පරාසයක යෙදීම් සහිත විභව රසායනික අතරමැදියකි, විශේෂයෙන් රසායනික හෝ ජීව විද්‍යාත්මක කර්මාන්තවල අමුද්‍රව්‍යයක් ලෙස. ෆෝමික් අම්ලය පිරිසිදු ගුවන් ඉන්ධන බවට ජෛව පිරිපහදු කිරීම සඳහා පෝෂකයක් ලෙස ද හඳුනාගෙන ඇත.
විද්‍යුත් විච්ඡේදක සෛලයට විද්‍යුත් විභවයක් යොදන විට CO2 විද්‍යුත් විච්ඡේදනය මගින් ෆෝමික් අම්ලය වැනි රසායනික අතරමැදි ද්‍රව්‍ය හෝ එතිලීන් වැනි අණු බවට CO2 අඩු වේ.
විද්‍යුත් විච්ඡේදකයක ඇති පටල-ඉලෙක්ට්‍රෝඩ එකලස් කිරීම (MEA) සාමාන්‍යයෙන් විද්‍යුත් උත්ප්‍රේරකයක් සහ අයන සන්නායක බහු අවයවයකින් සමන්විත ඉලෙක්ට්‍රෝඩ දෙකක් අතර සැන්ඩ්විච් කරන ලද අයන සන්නායක පටලයකින් (කැටායන හෝ ඇනායන හුවමාරු පටලයකින්) සමන්විත වේ.
ඉන්ධන සෛල තාක්ෂණයන් සහ හයිඩ්‍රජන් විද්‍යුත් විච්ඡේදනය පිළිබඳ කණ්ඩායමේ විශේෂඥතාව උපයෝගී කරගනිමින්, ෆෝමික් අම්ලයට CO2 හි විද්‍යුත් රසායනික අඩු කිරීම සංසන්දනය කිරීම සඳහා විද්‍යුත් විච්ඡේදක සෛලවල MEA වින්‍යාසයන් කිහිපයක් ඔවුන් අධ්‍යයනය කළහ.
විවිධ සැලසුම්වල අසාර්ථක විශ්ලේෂණය මත පදනම්ව, කණ්ඩායම පවතින ද්‍රව්‍ය කට්ටලවල සීමාවන්, විශේෂයෙන් වත්මන් ඇනායන හුවමාරු පටලවල අයන ප්‍රතික්ෂේප කිරීමේ ඌනතාවය උපයෝගී කර ගැනීමට සහ සමස්ත පද්ධති සැලසුම සරල කිරීමට උත්සාහ කළේය.
NREL හි KS Neierlin සහ Leiming Hu විසින් සොයා ගන්නා ලද මෙය නව සිදුරු සහිත කැටායන හුවමාරු පටලයක් භාවිතා කරමින් වැඩිදියුණු කරන ලද MEA විද්‍යුත් විච්ඡේදකයකි. මෙම සිදුරු සහිත පටලය ස්ථාවර, ඉහළ තෝරාගත් ෆෝමික් අම්ල නිෂ්පාදනයක් සපයන අතර රාක්කයෙන් පිටත සංරචක භාවිතා කිරීමෙන් නිර්මාණය සරල කරයි.
"මෙම අධ්‍යයනයේ ප්‍රතිඵල ෆෝමික් අම්ලය වැනි කාබනික අම්ලවල විද්‍යුත් රසායනික නිෂ්පාදනයේ සුසමාදර්ශී වෙනසක් නියෝජනය කරයි," සම-කර්තෘ නියර්ලින් පැවසීය. "සිදුරු සහිත පටල ව්‍යුහය පෙර සැලසුම්වල සංකීර්ණත්වය අඩු කරන අතර අනෙකුත් විද්‍යුත් රසායනික කාබන් ඩයොක්සයිඩ් පරිවර්තන උපාංගවල බලශක්ති කාර්යක්ෂමතාව සහ කල්පැවැත්ම වැඩි දියුණු කිරීමට ද භාවිතා කළ හැකිය."
ඕනෑම විද්‍යාත්මක දියුණුවක් මෙන්, පිරිවැය සාධක සහ ආර්ථික ශක්‍යතාව තේරුම් ගැනීම වැදගත් වේ. දෙපාර්තමේන්තු හරහා වැඩ කරමින්, NREL පර්යේෂකයන් වන ෂේ හුවාං සහ ටාඕ ලින්ග්, පුනර්ජනනීය විදුලිය සඳහා වන පිරිවැය කිලෝවොට් පැයකට ශත 2.3 ක් හෝ ඊට අඩු වන විට, අද කාර්මික ෆෝමික් අම්ල නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලීන් සමඟ පිරිවැය සමානාත්මතාවය ලබා ගැනීමේ ක්‍රම හඳුනා ගනිමින් තාක්ෂණික-ආර්ථික විශ්ලේෂණයක් ඉදිරිපත් කළහ.
"නවීන ඉන්ධන සෛල සහ හයිඩ්‍රජන් විද්‍යුත් විච්ඡේදක කම්හල්වල පරිමාණයෙන් ප්‍රයෝජන ගන්නා MEA සැලසුමක් නිර්මාණය කරන අතරම, වාණිජමය වශයෙන් ලබා ගත හැකි උත්ප්‍රේරක සහ පොලිමර් පටල ද්‍රව්‍ය භාවිතයෙන් කණ්ඩායම මෙම ප්‍රතිඵල ලබා ගත්තේය," නීයර්ලින් පැවසීය.
"මෙම පර්යේෂණයේ ප්‍රතිඵල මගින් පුනර්ජනනීය විදුලිය සහ හයිඩ්‍රජන් භාවිතයෙන් කාබන් ඩයොක්සයිඩ් ඉන්ධන සහ රසායනික ද්‍රව්‍ය බවට පරිවර්තනය කිරීමට උපකාරී වන අතර, පරිමාණය ඉහළ නැංවීමට සහ වාණිජකරණයට මාරුවීම වේගවත් කළ හැකිය."
විද්‍යුත් රසායනික පරිවර්තන තාක්ෂණයන් යනු NREL හි ඉලෙක්ට්‍රෝන සිට අණු දක්වා වැඩසටහනේ මූලික අංගයක් වන අතර එය ඊළඟ පරම්පරාවේ පුනර්ජනනීය හයිඩ්‍රජන්, ශුන්‍ය ඉන්ධන, රසායනික ද්‍රව්‍ය සහ විද්‍යුත් වශයෙන් ධාවනය වන ක්‍රියාවලීන් සඳහා ද්‍රව්‍ය කෙරෙහි අවධානය යොමු කරයි.
"අපගේ වැඩසටහන කාබන් ඩයොක්සයිඩ් සහ ජලය වැනි අණු බලශක්ති ප්‍රභවයන් ලෙස සේවය කළ හැකි සංයෝග බවට පරිවර්තනය කිරීම සඳහා පුනර්ජනනීය විදුලිය භාවිතා කිරීමේ ක්‍රම ගවේෂණය කරයි," NREL හි ඉලෙක්ට්‍රෝන හුවමාරු සහ/හෝ ඉන්ධන නිෂ්පාදනය සඳහා පූර්වගාමී උපාය මාර්ගයේ අධ්‍යක්ෂ රැන්ඩි කෝර්ට්රයිට් පැවසීය. හෝ රසායනික ද්‍රව්‍ය."
"මෙම විද්‍යුත් රසායනික පරිවර්තන පර්යේෂණය විද්‍යුත් රසායනික පරිවර්තන ක්‍රියාවලීන් ගණනාවක භාවිතා කළ හැකි ඉදිරි ගමනක් සපයන අතර, මෙම කණ්ඩායමෙන් වඩාත් පොරොන්දු වූ ප්‍රතිඵල අපි බලාපොරොත්තු වෙමු."
වැඩිදුර තොරතුරු: Leiming Hu et al., CO2 ෆෝමික් අම්ලය බවට කාර්යක්ෂම විද්‍යුත් රසායනික පරිවර්තනය සඳහා පරිමාණය කළ හැකි පටල ඉලෙක්ට්‍රෝඩ එකලස් කිරීමේ ගෘහ නිර්මාණ ශිල්පය, Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-43409-6
ඔබට යතුරු ලියන දෝෂයක්, සාවද්‍යතාවයක් හමු වුවහොත්, හෝ මෙම පිටුවේ අන්තර්ගතය සංස්කරණය කිරීමට ඉල්ලීමක් ඉදිරිපත් කිරීමට අවශ්‍ය නම්, කරුණාකර මෙම පෝරමය භාවිතා කරන්න. සාමාන්‍ය ප්‍රශ්න සඳහා, කරුණාකර අපගේ සම්බන්ධතා පෝරමය භාවිතා කරන්න. සාමාන්‍ය ප්‍රතිපෝෂණ සඳහා, පහත මහජන අදහස් අංශය භාවිතා කරන්න (උපදෙස් අනුගමනය කරන්න).
ඔබගේ ප්‍රතිපෝෂණය අපට ඉතා වැදගත් වේ. කෙසේ වෙතත්, පණිවිඩ විශාල ප්‍රමාණයක් ලැබෙන නිසා, අපට පුද්ගලාරෝපිත ප්‍රතිචාරයක් සහතික කළ නොහැක.
ඔබගේ විද්‍යුත් තැපැල් ලිපිනය භාවිතා කරනු ලබන්නේ විද්‍යුත් තැපෑල යැව්වේ කවුද යන්න ලබන්නන්ට පැවසීමට පමණි. ඔබගේ ලිපිනය හෝ ලබන්නාගේ ලිපිනය වෙනත් කිසිදු අරමුණක් සඳහා භාවිතා නොකෙරේ. ඔබ ඇතුළත් කරන තොරතුරු ඔබගේ විද්‍යුත් තැපෑලෙහි දිස්වනු ඇති අතර Tech Xplore විසින් කිසිදු ආකාරයකින් ගබඩා නොකරනු ඇත.
මෙම වෙබ් අඩවිය සංචාලනය පහසු කිරීමට, අපගේ සේවාවන් භාවිතා කිරීම විශ්ලේෂණය කිරීමට, වෙළඳ දැන්වීම් පුද්ගලාරෝපණ දත්ත රැස් කිරීමට සහ තෙවන පාර්ශවයන්ගෙන් අන්තර්ගතයන් සැපයීමට කුකීස් භාවිතා කරයි. අපගේ වෙබ් අඩවිය භාවිතා කිරීමෙන්, ඔබ අපගේ රහස්‍යතා ප්‍රතිපත්තිය සහ භාවිත නියමයන් කියවා තේරුම් ගෙන ඇති බව ඔබ පිළිගනී.