Artikulu hau Science X-ren erredakzio-prozeduren eta -gidalerroen arabera berrikusi da. Editoreek honako ezaugarri hauek azpimarratu dituzte, edukiaren osotasuna bermatuz:
Karbono dioxidoa (CO2) Lurreko bizitzarako baliabide ezinbestekoa da, eta berotze globala eragiten duen berotegi-efektuko gasa. Gaur egun, zientzialariek karbono dioxidoa aztertzen ari dira baliabide itxaropentsu gisa, erregai berriztagarriak, karbono gutxikoak eta balio handiko produktu kimikoak ekoizteko.
Ikertzaileen erronka karbono dioxidoa kalitate handiko karbono monoxido, metanol edo azido formiko bezalako karbono bitartekari bihurtzeko modu eraginkor eta kostu-eraginkorrak identifikatzea da.
KK Neuerlinek zuzendutako ikerketa-talde batek, Energia Berriztagarrien Laborategi Nazionaleko (NREL) eta Argonne Laborategi Nazionaleko eta Oak Ridge Laborategi Nazionaleko kolaboratzaileek zuzendutakoak, arazo honi irtenbide itxaropentsua aurkitu dio. Taldeak bihurketa-metodo bat garatu du karbono dioxidotik azido formikoa ekoizteko, energia-eraginkortasun eta iraunkortasun handiko elektrizitate berriztagarria erabiliz.
“Karbono dioxidoa azido formikora elektrokimikoki bihurtzeko mintz elektrodoen muntaketa arkitektura eskalagarria” izenburuko ikerketa Nature Communications aldizkarian argitaratu da.
Azido formikoa aplikazio sorta zabala duen tarteko produktu kimiko potentziala da, batez ere industria kimiko edo biologikoetan lehengai gisa. Azido formikoa hegazkintzako erregai garbia lortzeko biofinketa egiteko lehengai gisa ere identifikatu da.
CO2-ren elektrolisiak CO2-ren erredukzioa eragiten du azido formiko bezalako bitartekari kimikoetara edo etileno bezalako molekuletara, potentzial elektriko bat aplikatzen zaionean elektroli-zelulari.
Elektrolizatzaile bateko mintz-elektrodo multzoa (MEA) normalean bi elektrodoren artean sartutako ioi-eroale mintz batez (katioi edo anioi trukerako mintza) osatuta dago, elektrokatalizatzaile batez eta ioi-eroale polimero batez osatua.
Taldearen erregai-pilen teknologietan eta hidrogenoaren elektrolisian duen esperientzia erabiliz, hainbat MEA konfigurazio aztertu zituzten zelula elektrolitikoetan, CO2-aren azido formikorako erredukzio elektrokimikoa alderatzeko.
Diseinu desberdinen akatsen analisian oinarrituta, taldeak dauden material multzoen mugak ustiatu nahi izan zituen, batez ere egungo anioi truke mintzetan ioi errefusarik ez izatea, eta sistemaren diseinu orokorra sinplifikatu.
KS Neierlin eta Leiming Hu-k, NRELekoak, asmatu zuten MEA elektrolizatzaile hobetu bat, katioien truke-mintz zulatu berri bat erabiliz. Mintz zulatu honek azido formikoaren ekoizpen koherente eta oso selektiboa ahalbidetzen du, eta diseinua errazten du osagai estandarrak erabiliz.
«Ikerketa honen emaitzek paradigma-aldaketa bat adierazten dute azido formikoa bezalako azido organikoen ekoizpen elektrokimikoan», esan zuen Neierlin egilekideak. «Mintz zulatuen egiturak aurreko diseinuen konplexutasuna murrizten du eta beste karbono dioxido bihurketa elektrokimiko batzuen energia-eraginkortasuna eta iraunkortasuna hobetzeko ere erabil daiteke».
Edozein aurrerapen zientifikorekin gertatzen den bezala, garrantzitsua da kostu faktoreak eta bideragarritasun ekonomikoa ulertzea. Sailetan zehar lanean, NRELeko ikertzaile Zhe Huang eta Tao Ling-ek analisi tekno-ekonomiko bat aurkeztu zuten, gaur egungo azido formikoaren ekoizpen prozesu industrialekin kostu parekotasuna lortzeko moduak identifikatuz, elektrizitate berriztagarriaren kostua kilowatt-orduko 2,3 zentimo edo gutxiago denean.
«Taldeak emaitza hauek lortu ditu merkataritzan eskuragarri dauden katalizatzaileak eta polimero mintz materialak erabiliz, erregai-pila modernoen eta hidrogeno elektrolisi-lantegien eskalagarritasuna aprobetxatzen duen MEA diseinu bat sortuz», esan du Neierlinek.
"Ikerketa honen emaitzek karbono dioxidoa erregai eta produktu kimiko bihurtzen lagun dezakete elektrizitate berriztagarria eta hidrogenoa erabiliz, eskalatze eta merkaturatze trantsizioa bizkortuz."
Bihurketa elektrokimikoko teknologiak NRELen Elektroietatik Molekuletara programaren elementu nagusia dira, eta programa horrek hurrengo belaunaldiko hidrogeno berriztagarrian, zero erregaietan, produktu kimikoetan eta prozesu elektrikoetarako materialetan jartzen du arreta.
«Gure programak elektrizitate berriztagarria erabiltzeko moduak aztertzen ari da, karbono dioxidoa eta ura bezalako molekulak energia-iturri gisa balio dezaketen konposatu bihurtzeko», esan zuen Randy Cortrightek, NRELen erregai edo produktu kimikoen ekoizpenerako elektroi-transferentziaren eta/edo aitzindarien estrategiaren zuzendariak.
«Bihurketa elektrokimikoari buruzko ikerketa honek aurrerapen bat eskaintzen du, hainbat prozesutan erabil daitekeena, eta talde honengandik emaitza itxaropentsuagoak espero ditugu».
Informazio gehiago: Leiming Hu et al., Eskalagarria den mintz-elektrodoen muntaketa-arkitektura CO2-tik azido formikora elektrokimikoki bihurtzeko, Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-43409-6
Orrialde honetako edukia editatzeko eskaera bat bidali nahi baduzu, erabili formulario hau. Galdera orokorretarako, erabili gure harremanetarako formularioa. Iritzi orokorrak jasotzeko, erabili beheko iruzkin publikoen atala (jarraitu argibideei).
Zure iritzia oso garrantzitsua da guretzat. Hala ere, mezu kopuru handia dela eta, ezin dugu erantzun pertsonalizatua bermatu.
Zure helbide elektronikoa hartzaileei mezu elektronikoa nork bidali duen jakinarazteko soilik erabiltzen da. Ez zure helbidea ez hartzailearen helbidea ez dira beste inolako helburutarako erabiliko. Sartzen duzun informazioa zure mezu elektronikoan agertuko da eta ez du Tech Xplore-k inola ere gordeko.
Webgune honek cookieak erabiltzen ditu nabigazioa errazteko, gure zerbitzuen erabilera aztertzeko, publizitatearen pertsonalizazio datuak biltzeko eta hirugarrenen edukia eskaintzeko. Gure webgunea erabiliz gero, gure Pribatutasun Politika eta Erabilera Baldintzak irakurri eta ulertu dituzula aitortzen duzu.