ಹೊಸ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಇಂಗಾಲದ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಅನ್ನು ದ್ರವ ಇಂಧನವಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವುದನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ

ಕೆಳಗಿನ ಫಾರ್ಮ್ ಅನ್ನು ಭರ್ತಿ ಮಾಡಿ, "ಇಂಗಾಲದ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಅನ್ನು ದ್ರವ ಇಂಧನವಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲು ಹೊಸ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಸುಧಾರಣೆಗಳು" ಎಂಬ ವಿಷಯದ PDF ಆವೃತ್ತಿಯನ್ನು ನಾವು ನಿಮಗೆ ಇಮೇಲ್ ಮಾಡುತ್ತೇವೆ.
ಕಾರ್ಬನ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ (CO2) ಪಳೆಯುಳಿಕೆ ಇಂಧನಗಳನ್ನು ಸುಡುವುದರಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇದು ಅತ್ಯಂತ ಸಾಮಾನ್ಯವಾದ ಹಸಿರುಮನೆ ಅನಿಲವಾಗಿದ್ದು, ಇದನ್ನು ಸುಸ್ಥಿರ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಉಪಯುಕ್ತ ಇಂಧನಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಬಹುದು. CO2 ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಇಂಧನ ಫೀಡ್‌ಸ್ಟಾಕ್ ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲು ಒಂದು ಭರವಸೆಯ ಮಾರ್ಗವೆಂದರೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಕಡಿತ ಎಂಬ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ. ಆದರೆ ವಾಣಿಜ್ಯಿಕವಾಗಿ ಕಾರ್ಯಸಾಧ್ಯವಾಗಲು, ಹೆಚ್ಚು ಅಪೇಕ್ಷಿತ ಇಂಗಾಲ-ಭರಿತ ಉತ್ಪನ್ನಗಳನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಲು ಅಥವಾ ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಬೇಕಾಗಿದೆ. ಈಗ, ನೇಚರ್ ಎನರ್ಜಿ ಜರ್ನಲ್‌ನಲ್ಲಿ ವರದಿಯಾಗಿರುವಂತೆ, ಲಾರೆನ್ಸ್ ಬರ್ಕ್ಲಿ ನ್ಯಾಷನಲ್ ಲ್ಯಾಬೊರೇಟರಿ (ಬರ್ಕ್ಲಿ ಲ್ಯಾಬ್) ಸಹಾಯಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗೆ ಬಳಸುವ ತಾಮ್ರ ವೇಗವರ್ಧಕದ ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು ಹೊಸ ವಿಧಾನವನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಆಯ್ಕೆ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ.
"ಈ ಕ್ರಿಯೆಗೆ ತಾಮ್ರವು ಅತ್ಯುತ್ತಮ ವೇಗವರ್ಧಕ ಎಂದು ನಮಗೆ ತಿಳಿದಿದ್ದರೂ, ಅದು ಅಪೇಕ್ಷಿತ ಉತ್ಪನ್ನಕ್ಕೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಆಯ್ಕೆ ನೀಡುವುದಿಲ್ಲ" ಎಂದು ಬರ್ಕ್ಲಿ ಲ್ಯಾಬ್‌ನ ರಾಸಾಯನಿಕ ವಿಜ್ಞಾನ ವಿಭಾಗದ ಹಿರಿಯ ವಿಜ್ಞಾನಿ ಮತ್ತು ಬರ್ಕ್ಲಿಯ ಕ್ಯಾಲಿಫೋರ್ನಿಯಾ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ರಾಸಾಯನಿಕ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಪ್ರಾಧ್ಯಾಪಕ ಅಲೆಕ್ಸಿಸ್ ಹೇಳಿದರು. ಸ್ಪೆಲ್ ಹೇಳಿದರು. "ಈ ರೀತಿಯ ಆಯ್ಕೆ ಒದಗಿಸಲು ನೀವು ವೇಗವರ್ಧಕದ ಸ್ಥಳೀಯ ಪರಿಸರವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ವಿವಿಧ ತಂತ್ರಗಳನ್ನು ಮಾಡಬಹುದು ಎಂದು ನಮ್ಮ ತಂಡವು ಕಂಡುಕೊಂಡಿದೆ."
ಹಿಂದಿನ ಅಧ್ಯಯನಗಳಲ್ಲಿ, ವಾಣಿಜ್ಯ ಮೌಲ್ಯದೊಂದಿಗೆ ಇಂಗಾಲ-ಸಮೃದ್ಧ ಉತ್ಪನ್ನಗಳನ್ನು ರಚಿಸಲು ಉತ್ತಮ ವಿದ್ಯುತ್ ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕ ಪರಿಸರವನ್ನು ಒದಗಿಸಲು ಸಂಶೋಧಕರು ನಿಖರವಾದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಸ್ಥಾಪಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಆದರೆ ಈ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳು ನೀರು ಆಧಾರಿತ ವಾಹಕ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಬಳಸುವ ವಿಶಿಷ್ಟ ಇಂಧನ ಕೋಶಗಳಲ್ಲಿ ನೈಸರ್ಗಿಕವಾಗಿ ಸಂಭವಿಸುವ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಿಗೆ ವಿರುದ್ಧವಾಗಿವೆ.
ಇಂಧನ ಕೋಶದ ನೀರಿನ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿ ಬಳಸಬಹುದಾದ ವಿನ್ಯಾಸವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು, ಇಂಧನ ಸಚಿವಾಲಯದ ಲಿಕ್ವಿಡ್ ಸನ್‌ಶೈನ್ ಅಲೈಯನ್ಸ್‌ನ ಎನರ್ಜಿ ಇನ್ನೋವೇಶನ್ ಸೆಂಟರ್ ಯೋಜನೆಯ ಭಾಗವಾಗಿ, ಬೆಲ್ ಮತ್ತು ಅವರ ತಂಡವು ಅಯಾನೊಮರ್‌ನ ತೆಳುವಾದ ಪದರಕ್ಕೆ ತಿರುಗಿತು, ಇದು ಕೆಲವು ಚಾರ್ಜ್ಡ್ ಅಣುಗಳು (ಅಯಾನುಗಳು) ಹಾದುಹೋಗಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಇತರ ಅಯಾನುಗಳನ್ನು ಹೊರಗಿಡಿ. ಅವುಗಳ ಹೆಚ್ಚು ಆಯ್ದ ರಾಸಾಯನಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಂದಾಗಿ, ಅವು ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಪರಿಸರದ ಮೇಲೆ ಬಲವಾದ ಪ್ರಭಾವ ಬೀರಲು ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಸೂಕ್ತವಾಗಿವೆ.
ಬೆಲ್ ಗುಂಪಿನ ಪೋಸ್ಟ್‌ಡಾಕ್ಟರಲ್ ಸಂಶೋಧಕ ಮತ್ತು ಈ ಪ್ರಬಂಧದ ಮೊದಲ ಲೇಖಕ ಚಾನ್ಯೆಯೋನ್ ಕಿಮ್, ತಾಮ್ರದ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳ ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನು ಎರಡು ಸಾಮಾನ್ಯ ಅಯಾನೊಮರ್‌ಗಳಾದ ನಾಫಿಯಾನ್ ಮತ್ತು ಸಸ್ಟೈನಿಯನ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಲೇಪಿಸಲು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿದರು. ಹಾಗೆ ಮಾಡುವುದರಿಂದ ವೇಗವರ್ಧಕದ ಬಳಿಯ ಪರಿಸರವನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸಬೇಕು - pH ಮತ್ತು ನೀರು ಮತ್ತು ಇಂಗಾಲದ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಂತೆ - ಕೆಲವು ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಇಂಗಾಲ-ಭರಿತ ಉತ್ಪನ್ನಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ನಿರ್ದೇಶಿಸಬೇಕು ಎಂದು ತಂಡವು ಊಹಿಸಿದೆ, ಇದನ್ನು ಸುಲಭವಾಗಿ ಉಪಯುಕ್ತ ರಾಸಾಯನಿಕಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಬಹುದು. ಉತ್ಪನ್ನಗಳು ಮತ್ತು ದ್ರವ ಇಂಧನಗಳು.
ಸಂಶೋಧಕರು ಪ್ರತಿ ಅಯಾನೊಮರ್‌ನ ತೆಳುವಾದ ಪದರ ಮತ್ತು ಎರಡು ಅಯಾನೊಮರ್‌ಗಳ ಎರಡು ಪದರವನ್ನು ಪಾಲಿಮರ್ ವಸ್ತುವಿನಿಂದ ಬೆಂಬಲಿತವಾದ ತಾಮ್ರದ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗೆ ಅನ್ವಯಿಸಿ, ಒಂದು ಫಿಲ್ಮ್ ಅನ್ನು ರೂಪಿಸಿದರು, ಅದನ್ನು ಅವರು ಕೈ-ಆಕಾರದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಕೋಶದ ಒಂದು ತುದಿಯ ಬಳಿ ಸೇರಿಸಬಹುದು. ಬ್ಯಾಟರಿಗೆ ಇಂಗಾಲದ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಅನ್ನು ಇಂಜೆಕ್ಟ್ ಮಾಡುವಾಗ ಮತ್ತು ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸುವಾಗ, ಅವರು ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಮೂಲಕ ಹರಿಯುವ ಒಟ್ಟು ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಅಳೆಯುತ್ತಾರೆ. ನಂತರ ಅವರು ಕ್ರಿಯೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಪಕ್ಕದ ಜಲಾಶಯದಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹವಾದ ಅನಿಲ ಮತ್ತು ದ್ರವವನ್ನು ಅಳೆಯುತ್ತಾರೆ. ಎರಡು-ಪದರದ ಪ್ರಕರಣಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ, ಇಂಗಾಲ-ಭರಿತ ಉತ್ಪನ್ನಗಳು ಕ್ರಿಯೆಯಿಂದ ಸೇವಿಸುವ ಶಕ್ತಿಯ 80% ರಷ್ಟಿದೆ ಎಂದು ಅವರು ಕಂಡುಕೊಂಡರು - ಅನ್‌ಕೋಟೆಡ್ ಪ್ರಕರಣದಲ್ಲಿ 60% ಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು.
"ಈ ಸ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಚ್ ಲೇಪನವು ಎರಡೂ ಪ್ರಪಂಚಗಳಲ್ಲಿ ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾದದ್ದನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ: ಹೆಚ್ಚಿನ ಉತ್ಪನ್ನ ಆಯ್ಕೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಚಟುವಟಿಕೆ" ಎಂದು ಬೆಲ್ ಹೇಳಿದರು. ಎರಡು-ಪದರದ ಮೇಲ್ಮೈ ಇಂಗಾಲ-ಭರಿತ ಉತ್ಪನ್ನಗಳಿಗೆ ಮಾತ್ರ ಒಳ್ಳೆಯದು, ಆದರೆ ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಬಲವಾದ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಚಟುವಟಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಳವನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ.
ತಾಮ್ರದ ಮೇಲ್ಭಾಗದಲ್ಲಿರುವ ಲೇಪನದಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹವಾದ ಹೆಚ್ಚಿನ CO2 ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಪರಿಣಾಮವೇ ಸುಧಾರಿತ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಎಂದು ಸಂಶೋಧಕರು ತೀರ್ಮಾನಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಎರಡು ಅಯಾನೊಮರ್‌ಗಳ ನಡುವಿನ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹವಾಗುವ ಋಣಾತ್ಮಕ ಆವೇಶದ ಅಣುಗಳು ಕಡಿಮೆ ಸ್ಥಳೀಯ ಆಮ್ಲೀಯತೆಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತವೆ. ಈ ಸಂಯೋಜನೆಯು ಅಯಾನೊಮರ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳ ಅನುಪಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುವ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ವ್ಯಾಪಾರ-ವಹಿವಾಟುಗಳನ್ನು ಸರಿದೂಗಿಸುತ್ತದೆ.
ಕ್ರಿಯೆಯ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ಸುಧಾರಿಸುವ ಸಲುವಾಗಿ, ಸಂಶೋಧಕರು CO2 ಮತ್ತು pH ಅನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಮತ್ತೊಂದು ವಿಧಾನವಾಗಿ ಅಯಾನೊಮರ್ ಫಿಲ್ಮ್ ಅಗತ್ಯವಿಲ್ಲದ ಈ ಹಿಂದೆ ಸಾಬೀತಾಗಿರುವ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಕಡೆಗೆ ತಿರುಗಿದರು: ಪಲ್ಸ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್. ಡಬಲ್-ಲೇಯರ್ ಅಯಾನೊಮರ್ ಲೇಪನಕ್ಕೆ ಪಲ್ಸ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸುವ ಮೂಲಕ, ಅನ್‌ಕೋಟೆಡ್ ತಾಮ್ರ ಮತ್ತು ಸ್ಥಿರ ವೋಲ್ಟೇಜ್‌ಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಸಂಶೋಧಕರು ಇಂಗಾಲ-ಭರಿತ ಉತ್ಪನ್ನಗಳಲ್ಲಿ 250% ಹೆಚ್ಚಳವನ್ನು ಸಾಧಿಸಿದರು.
ಕೆಲವು ಸಂಶೋಧಕರು ಹೊಸ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯ ಮೇಲೆ ತಮ್ಮ ಕೆಲಸವನ್ನು ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸಿದರೂ, ವೇಗವರ್ಧಕದ ಆವಿಷ್ಕಾರವು ಕಾರ್ಯಾಚರಣಾ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಗಣನೆಗೆ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುವುದಿಲ್ಲ. ವೇಗವರ್ಧಕ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಪರಿಸರವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವುದು ಹೊಸ ಮತ್ತು ವಿಭಿನ್ನ ವಿಧಾನವಾಗಿದೆ.
"ನಾವು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಹೊಸ ವೇಗವರ್ಧಕವನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲಿಲ್ಲ, ಆದರೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾ ಚಲನಶಾಸ್ತ್ರದ ಬಗ್ಗೆ ನಮ್ಮ ತಿಳುವಳಿಕೆಯನ್ನು ಬಳಸಿದ್ದೇವೆ ಮತ್ತು ವೇಗವರ್ಧಕ ತಾಣದ ಪರಿಸರವನ್ನು ಹೇಗೆ ಬದಲಾಯಿಸುವುದು ಎಂಬುದರ ಕುರಿತು ಯೋಚಿಸಲು ನಮಗೆ ಮಾರ್ಗದರ್ಶನ ನೀಡಲು ಈ ಜ್ಞಾನವನ್ನು ಬಳಸಿದ್ದೇವೆ" ಎಂದು ಹಿರಿಯ ಎಂಜಿನಿಯರ್ ಆಡಮ್ ವೆಬರ್ ಹೇಳಿದರು. ಬರ್ಕ್ಲಿ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯಗಳಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಕ್ಷೇತ್ರದ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರಬಂಧಗಳ ಸಹ-ಲೇಖಕರು.
ಮುಂದಿನ ಹಂತವೆಂದರೆ ಲೇಪಿತ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ವಿಸ್ತರಿಸುವುದು. ಬರ್ಕ್ಲಿ ಲ್ಯಾಬ್ ತಂಡದ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಪ್ರಯೋಗಗಳು ಸಣ್ಣ ಫ್ಲಾಟ್ ಮಾದರಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದ್ದವು, ಇವು ವಾಣಿಜ್ಯ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗೆ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ದೊಡ್ಡ-ಪ್ರದೇಶದ ಸರಂಧ್ರ ರಚನೆಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಸರಳವಾಗಿದ್ದವು. "ಸಮತಟ್ಟಾದ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಲೇಪನವನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸುವುದು ಕಷ್ಟವೇನಲ್ಲ. ಆದರೆ ವಾಣಿಜ್ಯ ವಿಧಾನಗಳು ಸಣ್ಣ ತಾಮ್ರದ ಚೆಂಡುಗಳನ್ನು ಲೇಪಿಸುವುದನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರಬಹುದು" ಎಂದು ಬೆಲ್ ಹೇಳಿದರು. ಲೇಪನದ ಎರಡನೇ ಪದರವನ್ನು ಸೇರಿಸುವುದು ಸವಾಲಿನದಾಗುತ್ತದೆ. ಒಂದು ಸಾಧ್ಯತೆಯೆಂದರೆ ಎರಡು ಲೇಪನಗಳನ್ನು ದ್ರಾವಕದಲ್ಲಿ ಬೆರೆಸಿ ಠೇವಣಿ ಇಡುವುದು ಮತ್ತು ದ್ರಾವಕ ಆವಿಯಾದಾಗ ಅವು ಬೇರ್ಪಡುತ್ತವೆ ಎಂದು ಭಾವಿಸುವುದು. ಅವು ಹಾಗೆ ಮಾಡದಿದ್ದರೆ ಏನು? ಬೆಲ್ ತೀರ್ಮಾನಿಸಿದರು: "ನಾವು ಚುರುಕಾಗಿರಬೇಕು." ಕಿಮ್ ಸಿ, ಬುಯಿ ಜೆಸಿ, ಲುವೋ ಎಕ್ಸ್ ಮತ್ತು ಇತರರನ್ನು ನೋಡಿ. ತಾಮ್ರದ ಮೇಲೆ ಡಬಲ್-ಲೇಯರ್ ಅಯಾನೊಮರ್ ಲೇಪನವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಬಹು-ಕಾರ್ಬನ್ ಉತ್ಪನ್ನಗಳಿಗೆ CO2 ನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋ-ಕಡಿತಕ್ಕಾಗಿ ಕಸ್ಟಮೈಸ್ ಮಾಡಿದ ವೇಗವರ್ಧಕ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಪರಿಸರ. ನ್ಯಾಟ್ ಎನರ್ಜಿ. 2021;6(11):1026-1034. doi:10.1038/s41560-021-00920-8
ಈ ಲೇಖನವನ್ನು ಈ ಕೆಳಗಿನ ವಿಷಯಗಳಿಂದ ನಕಲು ಮಾಡಲಾಗಿದೆ. ಗಮನಿಸಿ: ವಿಷಯವನ್ನು ಉದ್ದ ಮತ್ತು ವಿಷಯದ ದೃಷ್ಟಿಯಿಂದ ಸಂಪಾದಿಸಿರಬಹುದು. ಹೆಚ್ಚಿನ ಮಾಹಿತಿಗಾಗಿ, ದಯವಿಟ್ಟು ಉಲ್ಲೇಖಿಸಿದ ಮೂಲವನ್ನು ಸಂಪರ್ಕಿಸಿ.