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

Išradingi vandenyno mikrobai puikiai renka maistą, kai jo trūksta

Coscinodiscus wailesii diatoma su pritvirtinta Pseudovorticella coscinodisci ciliarine epibionte. Brūkšninės linijos gaunamos iš srautų, kuriuos generuoja silikatiniai epibionai. Šaltinio vaizdo įrašas buvo...

Žindymas – net kelias dienas – susijęs su mažesniu vaikystės kraujospūdžiu

Net keletą dienų žindomų kūdikių kraujospūdis 3 metų amžiaus yra žemesnis nei vaikų, kurie niekada nemaitino krūtimi. Žindomų naujagimių kraujospūdis yra žemas, neatsižvelgiant į jų...

Dirbtinio intelekto naudojimas norint rasti senėjimo cheminius junginius

Iki Surėjaus universitetas 2021 m. Liepos 24 d Surrey universitetas sukūrė dirbtinio intelekto (AI) modelį, kuris identifikuoja sveiką senėjimą skatinančius cheminius junginius, atverdamas kelią farmacijos naujovėms,...

NASA apdovanojo „SpaceX“ sutartį su „Europa Clipper“ misijos įkūrimu

Jis yra NASA 2021 m. Liepos 24 d Šis vaizdas, patikslintas 2020 m. Gruodžio mėn., Rodo NASA erdvėlaivį „Europa Clipper“. Vidaus vandenynams padvigubėjus žemės vandenynų...

Surasti povandeninį kalną šalia Kalėdų salos kaip Saurono akis

Autoriai: Philas Vandenbossche'as ir Nelsonas Kuna / CSIRO Kaip ir „Žiedų valdovo“ trilogijos Saurono akis, povandeninį vulkaną tyliai atskleidė kelių spindulių sonaras, esantis 3100 metrų...

Newsletter

Subscribe to stay updated.