„Swiss Army Knife“ nanodalelių katalizatorius gali būti paverstas gamtinių dujų deginimo plovikliu

Elementai, kurie sudaro metalų oksido nanodalelių katalizatorių. Autorius: Zhennanas Huangas

Metano degimo temperatūros žeminimas

Gamtinės dujos yra švariausias tradicinis iškastinio kuro šaltinis, nes joje susidaro palyginti mažai teršalų, tokių kaip anglies dioksidas, galingos šiltnamio efektą sukeliančios dujos ir pagrindinis klimato kaitos variklis. Tačiau šiltnamio efektą sukeliančias dujas ir teršalus, išsiskiriančius deginant gamtines dujas, būtų galima dar labiau sumažinti naudojant pažangius katalizatorius, kurie padeda sumažinti metano (didžiausio gamtinių dujų komponento) degimo temperatūrą.

„Kuo efektyviau deginame metaną ir kuo mažiau sunaudojame energijos, tuo mažiau šiltnamio efektą sukeliančių dujų ir teršalų jis gamina. Taigi viskas, ką galime padaryti, kad sumažintume tą degimo temperatūrą, yra pelnas aplinkai “, – sakė Reza Shahbazianas-Yassaras, mechanikos ir pramonės inžinerijos profesorius iš Čikagos universiteto Ilinojuje.

Shahbazianas-Yassaras ir jo kolegos padėjo sukurti moderniausią „Šveicarijos armijos peilio“ katalizatorių su 10 skirtingų elementų, kurių kiekvienas turi savo sugebėjimą sumažinti metano degimo temperatūrą ir deguonį. Šis unikalus katalizatorius gali sumažinti metano degimo temperatūrą perpus – nuo 1400 Kelvinų iki 600–700 Kelvinų.

Apie jų išvadas rašoma žurnale Gamtos katalizė.

Shahbazianas Yassaras ir Huangas

Reza Shahbazian-Yassar, UIC inžinerijos universiteto mechanikos inžinerijos ir pramonės profesorius ir dr. Zhennanas Huangas. Shahbazian-Yassar laboratorijos studentas ir pirmasis straipsnio autorius. Autorius: Jenny Fontaine / UIC

Anksčiau paskelbtame tyrime Shahbazianas-Yassaras ir jo kolegos pademonstravo sugebėjimą generuoti daugelio elementų nanodalelių katalizatorius, vadinamus aukštos entropijos lydiniais, naudojant specialią smūgio bangos techniką. Anksčiau medžiagų mokslininkai daug nesistengė sukurti daugiau nei tris elementus turinčių nanodalelių dėl kiekvieno elemento atomų polinkio atsiskirti ir tapti nenaudingais.

Pasinaudodama unikalia UIC aukštos temperatūros elektroninės mikroskopijos sistema, Shahbazian-Yassar komanda parodė, kad aukštos entropijos nanodalelės, sudarytos iš 10 metalų oksidų, buvo labai stabilios esant 1 073 Kelvino temperatūrai ir kad atskiri elementai buvo tolygiai pasiskirstę. formuojantis viengubo kristalo struktūrą, kuri kieta būsena yra stabili kiekvienoje nanodalelėje.

Jų metalo oksidas lydinio jame buvo daugybė tankių žemės elementų ir pereinamųjų metalų, tauriųjų metalų ir deguonies mišinių.

“Beveik neįmanoma išlaikyti tobulo šių elementų mišinio kietoje fazėje dėl atomo spindulio, kristalų struktūros, oksidacijos potencialo ir elektroninių elementų savybių skirtumų”, – sakė dr. Zhennanas Huangas. Shahbazian-Yassar laboratorijos studentas ir pirmasis straipsnio autorius. – Bet mes parodėme, kad tai įmanoma.

“Tarp daugelio mūsų sukurtų daugiasluoksnių lydinių 10 elementų dalelės ne tik veiksmingai sumažino metano dujų degimo tašką, bet ir buvo stabiliausios esant šiai temperatūrai”, – sakė atitinkamas šio straipsnio autorius Shahbazianas-Yassaras.

Tyrėjai mano, kad katalizatorius yra sumažinti kenksmingų šiltnamio efektą sukeliančių dujų susidarymą iš gamtinių dujų, degančių natūraliuose namuose, tiekti turbinas ir net automobiliuose, kurie dirba suslėgtomis dujomis.

Nuoroda: Tangaryuan Li, Yonggang Yao, Zhennan Huang, Pengfei Xie, Zhenyu Liu, Menghao Yang, Jinlong Gao, Kaizhu Zeng, Alexandra H. Brozena, Glenn Pastel, Miaolun Jiao, „Denaro oksido nanodalelės kaip labai stabilus metano degimo katalizatorius“ , Jiaqi Dai, Shuke Li, Han Zong, Miaofang Chi, Jian Luo, Yifei Mo, Guofeng Wang, Chao Wang, Reza Shahbazian-Yassar ir Liangbing Hu, 2021 m. Sausio 11 d., Gamtos katalizė.
DOI: 10.1038 / s41929-020-00554-1

Tangyuan Li, Yonggang Yao, Menghao Yang, Jinglong Gao, Alexandra Brozena, Liangbing Hu, Yifei Mo, Glenn Pastel, Miaolun Jiao, Qi Dong, Jiaqi Dai ir Marylando Shuke Li universitetas; Pengfei Xie, Kaizhu Zengas, Han Zongas ir Johnso Hopkinso universitetas Chao Wang; Zhenyu Liu ir Guofeng Wang iš Pitsburgo universiteto; Autoriai yra Miaofang Chi iš Oak Ridge nacionalinės laboratorijos ir Jianas Luo iš Kalifornijos universiteto, San Diege.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Greitas „COVID-19“ tyrimas iš lagamino

Lagaminų laboratorija jau sėkmingai naudojama nuo kitų infekcinių ligų Afrikoje. Autorius: dr. Ahmedas Abdas El Wahedas Mobili SARS-CoV-2 greito aptikimo laboratorija Afrikoje. PGR testas yra...

NASA į JAV smulkiojo verslo technologijų plėtrą investavo 105 mln

NASA Ji turi ilgą Amerikos verslininkų rėmimo istoriją, kai jie kuria technologijas nuo idėjų iki rinkodaros ketinimų. Smulkiojo verslo tyrimų agentūros (SBIR) programa...

Žemės tyrinėjimas iš kosmoso: Keshmo sala, Iranas [Video]

Kreditas: ESA, CC BY-SA 3.0. Sudėtyje yra modifikuoti „Copernicus Sentinel“ (2020 m.) Duomenys, kuriuos tvarko IGO. Misija „Copernicus Sentinel-2“ nukelia į didžiausią Irano salą -...

Neatrasta didžiųjų Afrikos žmonių klajojanti žemė – vaikai palaidoti prieš 78 000 metų

Panga ya Saidi urvo vietos apžvalga. Atkreipkite dėmesį į tranšėjos, kurioje buvo palaidotas, kasinėjimą. Autorius: Mohammadas Javadas Shoaee Tarptautinė komanda, apimanti kelis CNRS...

Prognozuojama, kad ateivių rūšių padaugės 36% iki 2050 m

Egipto žąsis (Alopochen aegyptiaca), kilusi iš Afrikos, o dabar įsikūrusi Vidurio ir Vakarų Europoje. Autorius: profesorius Timas Blackburnas, UCL Tikimasi, kad šio amžiaus viduryje...

Newsletter

Subscribe to stay updated.