ಹೊಸ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಇಂಗಾಲದ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಅನ್ನು ದ್ರವ ಇಂಧನವಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವುದನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ

ಕೆಳಗಿನ ಫಾರ್ಮ್ ಅನ್ನು ಭರ್ತಿ ಮಾಡಿ ಮತ್ತು "ಕಾರ್ಬನ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಅನ್ನು ದ್ರವ ಇಂಧನವಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲು ಹೊಸ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಸುಧಾರಣೆಗಳು" ನ PDF ಆವೃತ್ತಿಯನ್ನು ನಾವು ನಿಮಗೆ ಇಮೇಲ್ ಮಾಡುತ್ತೇವೆ
ಕಾರ್ಬನ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ (CO2) ಪಳೆಯುಳಿಕೆ ಇಂಧನಗಳನ್ನು ಮತ್ತು ಅತ್ಯಂತ ಸಾಮಾನ್ಯವಾದ ಹಸಿರುಮನೆ ಅನಿಲವನ್ನು ಸುಡುವ ಉತ್ಪನ್ನವಾಗಿದೆ, ಇದನ್ನು ಸಮರ್ಥನೀಯ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಉಪಯುಕ್ತ ಇಂಧನಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಬಹುದು. CO2 ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಇಂಧನ ಫೀಡ್‌ಸ್ಟಾಕ್ ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವ ಒಂದು ಭರವಸೆಯ ಮಾರ್ಗವೆಂದರೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಕಡಿತ ಎಂಬ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ. ಆದರೆ ವಾಣಿಜ್ಯಿಕವಾಗಿ ಕಾರ್ಯಸಾಧ್ಯವಾಗಲು, ಹೆಚ್ಚು ಅಪೇಕ್ಷಿತ ಕಾರ್ಬನ್-ಸಮೃದ್ಧ ಉತ್ಪನ್ನಗಳನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಲು ಅಥವಾ ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುವ ಅಗತ್ಯವಿದೆ. ಈಗ, ನೇಚರ್ ಎನರ್ಜಿ ನಿಯತಕಾಲಿಕದಲ್ಲಿ ವರದಿ ಮಾಡಿದಂತೆ, ಲಾರೆನ್ಸ್ ಬರ್ಕ್ಲಿ ನ್ಯಾಷನಲ್ ಲ್ಯಾಬೊರೇಟರಿ (ಬರ್ಕ್ಲಿ ಲ್ಯಾಬ್) ಸಹಾಯಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುವ ತಾಮ್ರದ ವೇಗವರ್ಧಕದ ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು ಹೊಸ ವಿಧಾನವನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಆಯ್ಕೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ.
"ಈ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗೆ ತಾಮ್ರವು ಅತ್ಯುತ್ತಮ ವೇಗವರ್ಧಕವಾಗಿದೆ ಎಂದು ನಮಗೆ ತಿಳಿದಿದ್ದರೂ, ಇದು ಬಯಸಿದ ಉತ್ಪನ್ನಕ್ಕೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಆಯ್ಕೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುವುದಿಲ್ಲ" ಎಂದು ಬರ್ಕ್ಲಿ ಲ್ಯಾಬ್‌ನ ರಾಸಾಯನಿಕ ವಿಜ್ಞಾನ ವಿಭಾಗದ ಹಿರಿಯ ವಿಜ್ಞಾನಿ ಮತ್ತು ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ರಾಸಾಯನಿಕ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಪ್ರಾಧ್ಯಾಪಕ ಅಲೆಕ್ಸಿಸ್ ಹೇಳಿದರು. ಕ್ಯಾಲಿಫೋರ್ನಿಯಾ, ಬರ್ಕ್ಲಿ. ಸ್ಪೆಲ್ ಹೇಳಿದರು. "ಈ ರೀತಿಯ ಆಯ್ಕೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸಲು ನೀವು ವಿವಿಧ ತಂತ್ರಗಳನ್ನು ಮಾಡಲು ವೇಗವರ್ಧಕದ ಸ್ಥಳೀಯ ಪರಿಸರವನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು ಎಂದು ನಮ್ಮ ತಂಡವು ಕಂಡುಹಿಡಿದಿದೆ."
ಹಿಂದಿನ ಅಧ್ಯಯನಗಳಲ್ಲಿ, ವಾಣಿಜ್ಯ ಮೌಲ್ಯದೊಂದಿಗೆ ಕಾರ್ಬನ್-ಸಮೃದ್ಧ ಉತ್ಪನ್ನಗಳನ್ನು ರಚಿಸಲು ಅತ್ಯುತ್ತಮ ವಿದ್ಯುತ್ ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕ ಪರಿಸರವನ್ನು ಒದಗಿಸಲು ಸಂಶೋಧಕರು ನಿಖರವಾದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಸ್ಥಾಪಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಆದರೆ ಈ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳು ನೀರಿನ-ಆಧಾರಿತ ವಾಹಕ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ವಿಶಿಷ್ಟ ಇಂಧನ ಕೋಶಗಳಲ್ಲಿ ನೈಸರ್ಗಿಕವಾಗಿ ಸಂಭವಿಸುವ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಿಗೆ ವಿರುದ್ಧವಾಗಿವೆ.
ಇಂಧನ ಕೋಶದ ನೀರಿನ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿ ಬಳಸಬಹುದಾದ ವಿನ್ಯಾಸವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು, ಇಂಧನ ಸಚಿವಾಲಯದ ಲಿಕ್ವಿಡ್ ಸನ್‌ಶೈನ್ ಅಲೈಯನ್ಸ್‌ನ ಎನರ್ಜಿ ಇನ್ನೋವೇಶನ್ ಸೆಂಟರ್ ಪ್ರಾಜೆಕ್ಟ್‌ನ ಭಾಗವಾಗಿ, ಬೆಲ್ ಮತ್ತು ಅವರ ತಂಡವು ಅಯಾನೊಮರ್‌ನ ತೆಳುವಾದ ಪದರಕ್ಕೆ ತಿರುಗಿತು, ಇದು ಕೆಲವು ಚಾರ್ಜ್‌ಗಳನ್ನು ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ. ಅಣುಗಳು (ಅಯಾನುಗಳು) ಹಾದುಹೋಗಲು. ಇತರ ಅಯಾನುಗಳನ್ನು ಹೊರತುಪಡಿಸಿ. ಅವುಗಳ ಹೆಚ್ಚು ಆಯ್ದ ರಾಸಾಯನಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಂದಾಗಿ, ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಪರಿಸರದ ಮೇಲೆ ಬಲವಾದ ಪ್ರಭಾವ ಬೀರಲು ಅವು ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಸೂಕ್ತವಾಗಿವೆ.
ಬೆಲ್ ಗುಂಪಿನಲ್ಲಿನ ಪೋಸ್ಟ್‌ಡಾಕ್ಟರಲ್ ಸಂಶೋಧಕ ಮತ್ತು ಪತ್ರಿಕೆಯ ಮೊದಲ ಲೇಖಕರಾದ ಚಾನ್ಯೆನ್ ಕಿಮ್, ತಾಮ್ರದ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳ ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನು ಎರಡು ಸಾಮಾನ್ಯ ಅಯಾನೊಮರ್‌ಗಳಾದ ನಾಫಿಯಾನ್ ಮತ್ತು ಸಸ್ಟೈನ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಲೇಪಿಸಲು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿದರು. ಹಾಗೆ ಮಾಡುವುದರಿಂದ ವೇಗವರ್ಧಕದ ಸಮೀಪವಿರುವ ಪರಿಸರವನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸಬೇಕು ಎಂದು ಊಹಿಸಲಾಗಿದೆ - pH ಮತ್ತು ನೀರು ಮತ್ತು ಇಂಗಾಲದ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಂತೆ - ಕೆಲವು ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಸುಲಭವಾಗಿ ಉಪಯುಕ್ತ ರಾಸಾಯನಿಕಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಬಹುದಾದ ಕಾರ್ಬನ್-ಸಮೃದ್ಧ ಉತ್ಪನ್ನಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ನಿರ್ದೇಶಿಸಲು. ಉತ್ಪನ್ನಗಳು ಮತ್ತು ದ್ರವ ಇಂಧನಗಳು.
ಸಂಶೋಧಕರು ಪ್ರತಿ ಅಯಾನೋಮರ್‌ನ ತೆಳುವಾದ ಪದರವನ್ನು ಮತ್ತು ಎರಡು ಅಯಾನೊಮರ್‌ಗಳ ಎರಡು ಪದರವನ್ನು ತಾಮ್ರದ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗೆ ಪಾಲಿಮರ್ ವಸ್ತುಗಳಿಂದ ಬೆಂಬಲಿಸುವ ಮೂಲಕ ಫಿಲ್ಮ್ ಅನ್ನು ರೂಪಿಸಿದರು, ಅದನ್ನು ಅವರು ಕೈ-ಆಕಾರದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಕೋಶದ ಒಂದು ತುದಿಯಲ್ಲಿ ಸೇರಿಸಬಹುದು. ಕಾರ್ಬನ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಅನ್ನು ಬ್ಯಾಟರಿಗೆ ಚುಚ್ಚಿದಾಗ ಮತ್ತು ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸುವಾಗ, ಅವರು ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಮೂಲಕ ಹರಿಯುವ ಒಟ್ಟು ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಅಳೆಯುತ್ತಾರೆ. ನಂತರ ಅವರು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಪಕ್ಕದ ಜಲಾಶಯದಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸಿದ ಅನಿಲ ಮತ್ತು ದ್ರವವನ್ನು ಅಳೆಯುತ್ತಾರೆ. ಎರಡು-ಪದರದ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ಇಂಗಾಲ-ಸಮೃದ್ಧ ಉತ್ಪನ್ನಗಳು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯಿಂದ ಸೇವಿಸುವ ಶಕ್ತಿಯ 80% ನಷ್ಟು ಭಾಗವನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ ಎಂದು ಅವರು ಕಂಡುಕೊಂಡರು-ಅನ್‌ಕೊಟೆಡ್ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ 60% ಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು.
"ಈ ಸ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಚ್ ಲೇಪನವು ಎರಡೂ ಪ್ರಪಂಚಗಳ ಅತ್ಯುತ್ತಮತೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ: ಹೆಚ್ಚಿನ ಉತ್ಪನ್ನ ಆಯ್ಕೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಚಟುವಟಿಕೆ," ಬೆಲ್ ಹೇಳಿದರು. ಡಬಲ್-ಲೇಯರ್ ಮೇಲ್ಮೈ ಕಾರ್ಬನ್-ಸಮೃದ್ಧ ಉತ್ಪನ್ನಗಳಿಗೆ ಮಾತ್ರ ಉತ್ತಮವಲ್ಲ, ಆದರೆ ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಬಲವಾದ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಚಟುವಟಿಕೆಯ ಹೆಚ್ಚಳವನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ.
ಸುಧಾರಿತ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯು ತಾಮ್ರದ ಮೇಲೆ ನೇರವಾಗಿ ಲೇಪನದಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹವಾದ ಹೆಚ್ಚಿನ CO2 ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿದೆ ಎಂದು ಸಂಶೋಧಕರು ತೀರ್ಮಾನಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಇದರ ಜೊತೆಯಲ್ಲಿ, ಎರಡು ಅಯಾನೊಮರ್‌ಗಳ ನಡುವಿನ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹವಾಗುವ ಋಣಾತ್ಮಕ ಆವೇಶದ ಅಣುಗಳು ಕಡಿಮೆ ಸ್ಥಳೀಯ ಆಮ್ಲೀಯತೆಯನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತವೆ. ಈ ಸಂಯೋಜನೆಯು ಅಯಾನೊಮರ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳ ಅನುಪಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುವ ಏಕಾಗ್ರತೆಯ ವ್ಯಾಪಾರ-ವಹಿವಾಟುಗಳನ್ನು ಸರಿದೂಗಿಸುತ್ತದೆ.
ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಇನ್ನಷ್ಟು ಸುಧಾರಿಸುವ ಸಲುವಾಗಿ, ಸಂಶೋಧಕರು ಹಿಂದೆ ಸಾಬೀತಾಗಿರುವ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಕ್ಕೆ ತಿರುಗಿದರು, ಇದು CO2 ಮತ್ತು pH ಅನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಮತ್ತೊಂದು ವಿಧಾನವಾಗಿ ಅಯಾನೊಮರ್ ಫಿಲ್ಮ್ ಅಗತ್ಯವಿಲ್ಲ: ಪಲ್ಸ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್. ಡಬಲ್-ಲೇಯರ್ ಅಯಾನೊಮರ್ ಲೇಪನಕ್ಕೆ ಪಲ್ಸ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸುವ ಮೂಲಕ, ಅನ್ಕೋಟೆಡ್ ತಾಮ್ರ ಮತ್ತು ಸ್ಥಿರ ವೋಲ್ಟೇಜ್‌ಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಸಂಶೋಧಕರು ಇಂಗಾಲ-ಭರಿತ ಉತ್ಪನ್ನಗಳಲ್ಲಿ 250% ಹೆಚ್ಚಳವನ್ನು ಸಾಧಿಸಿದ್ದಾರೆ.
ಕೆಲವು ಸಂಶೋಧಕರು ಹೊಸ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯ ಮೇಲೆ ತಮ್ಮ ಕೆಲಸವನ್ನು ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸಿದರೂ, ವೇಗವರ್ಧಕದ ಆವಿಷ್ಕಾರವು ಆಪರೇಟಿಂಗ್ ಷರತ್ತುಗಳನ್ನು ಗಣನೆಗೆ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುವುದಿಲ್ಲ. ವೇಗವರ್ಧಕ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಪರಿಸರವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವುದು ಹೊಸ ಮತ್ತು ವಿಭಿನ್ನ ವಿಧಾನವಾಗಿದೆ.
"ನಾವು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಹೊಸ ವೇಗವರ್ಧಕದೊಂದಿಗೆ ಬರಲಿಲ್ಲ, ಆದರೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಚಲನಶಾಸ್ತ್ರದ ಬಗ್ಗೆ ನಮ್ಮ ತಿಳುವಳಿಕೆಯನ್ನು ಬಳಸಿದ್ದೇವೆ ಮತ್ತು ವೇಗವರ್ಧಕ ಸೈಟ್‌ನ ಪರಿಸರವನ್ನು ಹೇಗೆ ಬದಲಾಯಿಸುವುದು ಎಂಬುದರ ಕುರಿತು ಯೋಚಿಸಲು ನಮಗೆ ಮಾರ್ಗದರ್ಶನ ನೀಡಲು ಈ ಜ್ಞಾನವನ್ನು ಬಳಸಿದ್ದೇವೆ" ಎಂದು ಹಿರಿಯ ಎಂಜಿನಿಯರ್ ಆಡಮ್ ವೆಬರ್ ಹೇಳಿದರು. ಬರ್ಕ್ಲಿ ಲ್ಯಾಬೊರೇಟರೀಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಕ್ಷೇತ್ರದ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಮತ್ತು ಪೇಪರ್‌ಗಳ ಸಹ-ಲೇಖಕರು.
ಲೇಪಿತ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ವಿಸ್ತರಿಸುವುದು ಮುಂದಿನ ಹಂತವಾಗಿದೆ. ಬರ್ಕ್ಲಿ ಲ್ಯಾಬ್ ತಂಡದ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಪ್ರಯೋಗಗಳು ಸಣ್ಣ ಫ್ಲಾಟ್ ಮಾಡೆಲ್ ಸಿಸ್ಟಮ್‌ಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿವೆ, ಇದು ವಾಣಿಜ್ಯ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗೆ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ದೊಡ್ಡ-ಪ್ರದೇಶದ ಸರಂಧ್ರ ರಚನೆಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಸರಳವಾಗಿದೆ. “ಚಪ್ಪಟೆಯಾದ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಲೇಪನವನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸುವುದು ಕಷ್ಟವೇನಲ್ಲ. ಆದರೆ ವಾಣಿಜ್ಯ ವಿಧಾನಗಳು ಸಣ್ಣ ತಾಮ್ರದ ಚೆಂಡುಗಳನ್ನು ಲೇಪನ ಮಾಡುವುದನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರಬಹುದು, ”ಬೆಲ್ ಹೇಳಿದರು. ಲೇಪನದ ಎರಡನೇ ಪದರವನ್ನು ಸೇರಿಸುವುದು ಸವಾಲಾಗಿದೆ. ಒಂದು ದ್ರಾವಕದಲ್ಲಿ ಎರಡು ಲೇಪನಗಳನ್ನು ಮಿಶ್ರಣ ಮಾಡುವುದು ಮತ್ತು ಠೇವಣಿ ಮಾಡುವುದು ಮತ್ತು ದ್ರಾವಕವು ಆವಿಯಾದಾಗ ಅವು ಪ್ರತ್ಯೇಕಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ ಎಂದು ಭಾವಿಸುತ್ತೇವೆ. ಅವರು ಮಾಡದಿದ್ದರೆ ಏನು? ಬೆಲ್ ತೀರ್ಮಾನಿಸಿದರು: "ನಾವು ಚುರುಕಾಗಿರಬೇಕು." Kim C, Bui JC, Luo X ಮತ್ತು ಇತರರನ್ನು ನೋಡಿ. ತಾಮ್ರದ ಮೇಲೆ ಡಬಲ್-ಲೇಯರ್ ಅಯಾನೊಮರ್ ಲೇಪನವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಬಹು-ಕಾರ್ಬನ್ ಉತ್ಪನ್ನಗಳಿಗೆ CO2 ಅನ್ನು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋ-ಕಡಿತಗೊಳಿಸಲು ಕಸ್ಟಮೈಸ್ ಮಾಡಿದ ವೇಗವರ್ಧಕ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಪರಿಸರ. ನ್ಯಾಟ್ ಎನರ್ಜಿ. 2021;6(11):1026-1034. doi:10.1038/s41560-021-00920-8
ಈ ಲೇಖನವನ್ನು ಈ ಕೆಳಗಿನ ವಸ್ತುಗಳಿಂದ ಪುನರುತ್ಪಾದಿಸಲಾಗಿದೆ. ಗಮನಿಸಿ: ವಿಷಯವನ್ನು ಉದ್ದ ಮತ್ತು ವಿಷಯಕ್ಕಾಗಿ ಸಂಪಾದಿಸಿರಬಹುದು. ಹೆಚ್ಚಿನ ಮಾಹಿತಿಗಾಗಿ, ದಯವಿಟ್ಟು ಉಲ್ಲೇಖಿಸಿದ ಮೂಲವನ್ನು ಸಂಪರ್ಕಿಸಿ.