Didelė pažanga švarios energijos kuro elementų reakcijų srityje

Kuro elementų dinamika

Žinant geležies atomų tankį ir vietos dinamiką, pasiekiamas efektyvumo lygis kuro elementų oksidacijos reakcijoje, kuri niekada nebuvo realizuota. Kreditas: Teksaso universitetas Austine / Cockrell inžinerijos mokykla

Švarios energijos poreikis niekada nebuvo didesnis ir sukūrė pasaulines lenktynes ​​kuriant naujas technologijas kaip alternatyvą iškastiniam kurui. Tarp patraukliausių šių žaliosios energijos technologijų yra kuro elementai. Jie naudoja vandenilį kaip kurą švariai gaminti elektros energiją ir tiekia ją nuo tolimųjų reisų sunkvežimių iki didelių pramoninių procesų.

Tačiau kuro elementai yra palaikomi lėtai kinetikai kaip pagrindinės cheminės reakcijos, ribojančios efektyvumą, dalis. Tačiau Austino Teksaso universiteto mokslininkai nustatė naują dinamiką, galinčią perkrauti šią reakciją geležies pagrinduatomas katalizatoriai.

Progresas

Mokslininkai sukūrė naują metodą, skirtą pagerinti deguonį mažinančią cheminės reakcijos dalį kuro elementuose, kurioje suskaidomos O2 molekulės, kad susidarytų vanduo. Jie tai padarė taikydami „hidrogelio įtvirtinimo strategiją“, sukurdami tankius geležies atomų rinkinius, palaikomus hidrogelio polimero. Suradus tinkamą šių atomų interpoliacijos formulę, atsirado sąveika, leidžianti tapti deguonies mažinimo katalizatoriumi.

Žinant šių geležies atomų tankį ir vietos dinamiką, atrandamas šios niekada nesuvoktos reakcijos efektyvumo lygis. Mokslininkai įrodė šias išvadas neseniai paskelbtame naujame straipsnyje Gamtos katalizė.

Nesvarbu kodėl

Deguonies išeikvojimo reakcija yra bene didžiausia kliūtis kuro elementams išplėsti dideliu mastu. Kuro elementų pažadas yra beveik neribotas galimose srityse. Jie gali naudoti įvairų kurą ir žaliavas elektros sistemoms, kurios yra tokios didelės kaip elektrinė ir mažos kaip nešiojamas kompiuteris.

Akademiniai mokslininkai visame pasaulyje stengiasi pagerinti kuro elementų galimybes. Tai suburia kitus inžinierius iš UT Austino, kurie įvairiais būdais sprendžia pagrindines kuro elementų kūrimo problemas.

Ką sakė tyrėjai

„Guihua Yu, Walker Cockrell mokyklos, Guihua Yu, medžiagų mokslų docentas, yra labai svarbus norint pakeisti iškastinį kurą švaria, atsinaujinančia energija, kad būtų išspręstos tokios rimtos problemos kaip klimato kaita ir oro tarša“. labai efektyvi ir tvari cheminių medžiagų pavertimo elektros energija technologija; tačiau ji riboja lėtos reakcijos kinetiką, kad sumažėtų katodinis deguonis. Mes matėme atstumą tarp katalizatoriaus atomų, kaip svarbiausią veiksnį, didinantį naujos kartos kuro elementų efektyvumą. “

Kas toliau

Šios išvados gali būti taikomos viskam, kas apima elektrokatalitines reakcijas. Tai apima kitų rūšių atsinaujinantį kurą, taip pat visur esančias chemines medžiagas, tokias kaip alkoholiai, oksigenatai, sintezės dujos ir olefinai.

Nuoroda: „Supratimo apie atstumo tarp vieno atomo katalizatorių vietų, skirtų sumažinti deguonį, poveikis“, autorius Zhaoyu Jin, Panpan Li, Yan Meng, Zhiwei Fang, Dan Xiao ir Guihua Yu, 2021 m. Liepos 19 d. Gamtos katalizė.
DOI: 10.1038 / s41929-021-00650-w

Be Yu, yra Zhaoyu Jin iš Teksaso medžiagų instituto ir UT Chemijos katedros; Panpan Li ir Zhiwei Fang iš Teksaso medžiagų instituto ir Dan Xiao bei Yan Meng iš Sičuano universiteto Kinijoje chemijos inžinerijos katedros. Grupė prie šio projekto dirbo daugiau nei dvejus metus, ją finansavo JAV energetikos departamentas, Mokslo biuras, Pagrindiniai energetikos mokslai; Welch fondas; ir Camille Dreyfus mokytojų stipendijos apdovanojimą.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Pasukite 3D ritmą Marse ir ištirkite NASA ištvermę

NASA „Mars Perseverance“ roveris rodomas jo stotelėje prie Jezero kraterio, tokiu būdu peržiūrėjus iš „Naršykite ištvermingai“ 3D žiniatinklyje. Šis interaktyvus žiniatinklio įrankis turi...

Prieš 400 000 metų senovės žmonės išsaugotus dramblius pavertė nuostabiais kaulų instrumentais

Kaulų įrankiai buvo iškasti iš Castel di Guido Italijoje. Kreditas: Villa ir kt. 2021 PLOS TASI Senovės žmonės galėjo padaryti nuostabių dalykų su...

Šimtai erelio ruonių, apvyniotų meškerėmis ir tinklais, kasmet sukelia siaubingus sužalojimus ir skaudžias mirtis.

Žvejybos tinklai ir tinklai daro didelę įtaką kailių ruoniams (Arctocephalus pusillus), labiausiai paplitę jūrų žinduoliai, buvo pastebėti Pietų Afrikos ir Namibijos pakrantėse, kur jie...

FDP balsavo 16: 2 ir atmetė Piper vakcinos „oster A“ vakcinos platinimą plačiajai visuomenei.

Šiuo metu nėra trečiosios Kovid-19 vakcinos. Pirmaujanti Maisto ir vaistų administracijos (FDA) mokslinė patariamoji taryba balsavo už tai, kad plačiajai visuomenei būtų atsisakyta suteikti „Pfizer“...

Elon Musk Tesla Bot kelia rimtą susirūpinimą

„Tesla“ kitais metais ketina pristatyti humanoidinio roboto prototipą. Paskola: Tesla Elonas Muskas paskelbė apie humanoidinį robotą, skirtą padėti šioms pasikartojančioms, varginančioms užduotims, kurių žmonės...

Newsletter

Subscribe to stay updated.