MIT sukūrė valdomą membraną anglies dvideginiui išgauti iš išmetamųjų dujų srautų

Iki

Dešinėje yra anoduota akyta aliuminio oksido membrana. Kairėje pusėje yra ta pati membrana, padengta plonu aukso sluoksniu, todėl membrana tampa reaktyvi, kad padengtų elektrochemines dujas. Autorius: Felice Frankel

Elektra perjungiama sistema gali nuolat atskirti dujas, neišeikvodama judančių dalių ar vietos.

Chemijos inžinierių sukurta nauja sistema SU VIENU tai gali būti būdas nuolat pašalinti anglies dioksidą iš išmetamų dujų srauto ar net iš oro. Pagrindinis komponentas yra elektrochemiškai veikianti membrana, kurios pralaidumą dujoms galima įjungti ir išjungti savo nuožiūra, naudojant judančias dalis ir naudojant palyginti mažai energijos.

Pačios membranos, pagamintos iš anoduoto aliuminio oksido, turi korio formos struktūrą, sudarytą iš šešiakampių angų, leidžiančių dujų molekulėms patekti ir išeiti, kai jos yra atviros būsenos. Tačiau dujų kanalas gali būti užblokuotas, kai elektriškai susikaupia plonas metalo sluoksnis, padengiantis membranos poras. Darbą aprašė profesorius T. Alanas Hattonas, podoktorantas Yayuanas Liu ir dar keturi žurnale paskelbti straipsniai. Mokslo pažanga 2020 m. Spalio 16 d.

Grupė teigia, kad šis naujas „dujų padengimo“ mechanizmas nuolat pašalina anglies dioksidą iš kai kurių pramoninių išmetamųjų dujų ir aplinkos oro. Jie sukūrė įrenginį, kad šis procesas būtų rodomas.

Įrenginyje naudojama redoksinė medžiaga su aktyviosios anglies absorbentu, esanti tarp perjungiamų dujų įleidimo membranų. Absorbuotojas ir vartų membranos yra glaudžiai susiję vienas su kitu ir yra panardinami į organinį elektrolitą, kad būtų galima pernešti cinko jonus pirmyn ir atgal. Šias dvi vartų membranas galima elektriškai atidaryti arba uždaryti keičiant tarp jų įtampos poliškumą, perduodant cinko jonus iš vienos pusės į kitą. Savo ruožtu jonai užblokuoja vieną pusę, formuodami metalinę plėvelę ant jos, o atidarydami kitą, ištirpdami jos plėvelę.

Kai sorbento sluoksnis yra atviras link išmetamųjų dujų, medžiaga lengvai absorbuoja anglies dioksidą, kol pasieks savo pajėgumą. Įtampa gali būti pakeista, kad blokuotų tiekimą ir atidarytų kitą pusę, kur išsiskiria koncentruota beveik gryno anglies dioksido srovė.

Sukūrus sistemą, kuri keičia priešingas fazes veikiančias membranos dalis, sistema leistų nuolat veikti tokiose aplinkose kaip pramoninė skalbimo mašina. Bet kuriuo metu pusė sekcijų absorbuotų dujas, o kita pusė išleistų.

“Tai reiškia, kad tiekimo srautas patenka į sistemą viename gale, o produkto srautas palieka kitą, atrodo, nepertraukiamai”, – sako Hattonas. „Šiuo požiūriu išvengiama daugelio proceso problemų“ būtų įtraukta tradicinė kelių stulpelių sistema, kurioje adsorbcijos lovos turi būti pasuktos, išvalytos ir po to regeneruotos prieš vėl įeinant į tiekiamas dujas ir pradedant kitą adsorbcijos ciklą. Naujoje sistemoje nereikia valyti, o visi žingsniai valomi įrenginyje.

Pagrindinė tyrėjų naujovė buvo galvanizavimo naudojimas kaip būdas atverti ir uždaryti medžiagos poras. Pakeliui komanda bandė keletą kitų būdų uždaryti membranos medžiagos poras atvirkščiai, pavyzdžiui, naudojo mažas magnetines sferas, kurias galima išdėstyti piltuvėlio formos tarpams užblokuoti, tačiau šie kiti metodai nebuvo pakankamai veiksmingi. . Plonos metalinės plėvelės gali būti ypač efektyvios kaip dujų barjeras, o itin plonam sluoksniui, naudojamam naujoje sistemoje, reikia mažiausiai cinko, o tai yra daug ir nebrangu.

“Tai padaro dangos sluoksnį labai vienodą, naudojant minimalų medžiagos kiekį”, – sako Liu. Reikšmingas cinkavimo metodo privalumas yra tas, kad pasikeitus būklei, kai ji yra atvira arba uždara, jai nereikia įvesti energijos, kad išlaikytų šią būseną. Jai grąžinti reikalinga energija.

Ši sistema galėtų reikšmingai prisidėti ribojant šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimą į atmosferą, taip pat tiesiogiai sulaikant orą iš jau išmetamo anglies dioksido.

Nors iš pradžių grupės dėmesys buvo skiriamas iššūkiui atskirti anglies dioksidą nuo dujų srauto, sistemą iš tikrųjų galima pritaikyti įvairioms cheminėms medžiagoms atskirti ir išvalyti, sako Hattonas.

“Mes labai patenkinti durų mechanizmu. Manau, kad galime jį naudoti įvairiose programose, skirtingose ​​konfigūracijose”, – sako jis. „Gal galėtume jį naudoti mikrofluidiniuose įrenginiuose, o gal cheminei reakcijai kontroliuoti dujų sudėtį. Yra tiek daug skirtingų variantų “.

Nuoroda: Yayuan Liu, Chun-Man Chow, Katherine R. Phillips, Miao Wang, Sahag Voskian ir T. Alan Hatton, „Elektrochemiškai tarpinė durų membrana su dinamiškai valdomu dujų transportu“ , 2020 m. Spalio 16 d., Mokslo pažanga.
DOI: 10.1126 / sciadv.abc1741

Tyrėjų grupėje dalyvavo „Chun-Man Chow“ magistrantė, daktarė Katherine Phillips ir daktarė Miao Wang, 20-ojo dešimtmečio absolventai ir dr. Sahagas Voskianas19. Šį darbą rėmė „ExxonMobil“ per MIT energetikos iniciatyvą.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Egipto mumijos mumijos „Purvo karapasas“ neregėtas gydymas – neteisingo pateikimo atvejis

Kiekvienas mumifikuotas ir uždarytas Sidnėjaus universiteto Chau Chak Wing muziejaus Nicholson kolekcijoje. A. Mumifikuotas asmuo, dabar saugojimui dėvintis rankas, BMR. 27.3. B....

COVID-19 aptikimas ant jūsų odos

Misūrio universiteto inžinieriai skatina bioelektronikos rinką, kurdami plataus masto pasirinktinio įrenginio planą, kuris vienu metu gali stebėti daugybę gyvybiškai svarbių požymių, tokių kaip kraujospūdis,...

Mokslininkai atranda ilgalaikės atminties molekulinį mechanizmą

Bazelio universiteto mokslininkai atrado molekulinį mechanizmą, kuris vaidina pagrindinį vaidmenį nepažeistoje ilgalaikėje atmintyje. Šis mechanizmas taip pat susijęs su fiziologiniu atminties praradimu amžiuje. Daugybė...

Paukščių tako paslaptys atskleidžiamos „Amazing Details“

Ji yra Astronomijos tyrimų universitetų asociacija (AURA) 2021 m. Vasario 23 d Šis spalvų derinys atspindi dominuojančią „Blanco DECam Bulge Survey“, kurioje dalyvavo 250 milijonų žvaigždžių,...

Tamsioji materija, kurią apibūdina papildomas matmuo erdvėlaikyje ir nauja sunkioji dalelė, panaši į Higso bozoną?

Modeliuojant susidūrimą dideliame hadronų greitintuve susidaro Higso bozonas. © 1997-2021 CERN (CC-BY-SA-4.0). Kreditas: Granados universitetas. Tarptautinė mokslininkų grupė pasiūlė naują sunkią dalelę, kurios savybės panašios...

Newsletter

Subscribe to stay updated.