ทีมวิจัยซึ่งนำโดยห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Argonne ของกระทรวงพลังงานแห่งสหรัฐอเมริกา (DOE) ร่วมกับ Northern Illinois University ได้ค้นพบเครื่องกระตุ้นไฟฟ้าชนิดใหม่ที่แปลงก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO 2 ) และน้ำให้เป็นเอทานอลด้วยประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่สูงมาก ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายที่ต้องการและต้นทุนต่ำ เอทานอลเป็นสินค้าที่เป็นที่ต้องการอย่างยิ่งเนื่องจากเป็นส่วนผสมในน้ำมันเบนซินของสหรัฐฯเกือบทั้งหมดและใช้กันอย่างแพร่หลายในฐานะผลิตภัณฑ์ขั้นกลางในอุตสาหกรรมเคมียาและเครื่องสำอาง

"กระบวนการที่เกิดจากตัวเร่งปฏิกิริยาของเราจะนำไปสู่เศรษฐกิจคาร์บอนแบบวงกลมซึ่งนำไปสู่การนำก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์กลับมาใช้ใหม่" Di-Jia Liu นักเคมีอาวุโสในแผนกวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมเคมีของ Argonne และนักวิทยาศาสตร์ของ UChicago CASE ใน Pritzker School of Molecular กล่าว วิศวกรรมศาสตร์มหาวิทยาลัยชิคาโก กระบวนการนี้จะทำได้โดยการแปลง CO 2 ที่ปล่อยออกมาจากกระบวนการทางอุตสาหกรรมเช่นโรงไฟฟ้าเชื้อเพลิงฟอสซิลหรือโรงหมักแอลกอฮอล์ให้เป็นสินค้าที่มีค่าในราคาที่สมเหตุสมผล

ตัวเร่งปฏิกิริยาของทีมประกอบด้วยทองแดงที่กระจายตัวในอะตอมบนตัวรองรับผงคาร์บอน โดยปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมีตัวเร่งปฏิกิริยานี้จะสลาย CO 2และโมเลกุลของน้ำและคัดเลือกโมเลกุลที่แตกออกเป็นเอทานอลภายใต้สนามไฟฟ้าภายนอก การคัดเลือกด้วยไฟฟ้าหรือ "ประสิทธิภาพของฟาราไดอิก" ของกระบวนการนี้มีมากกว่า 90 เปอร์เซ็นต์ซึ่งสูงกว่ากระบวนการอื่น ๆ ที่รายงานไว้มาก ยิ่งไปกว่านั้นตัวเร่งปฏิกิริยายังทำงานได้อย่างเสถียรเมื่อใช้งานแบบขยายที่แรงดันไฟฟ้าต่ำ

"จากการวิจัยครั้งนี้เราได้ค้นพบกลไกการเร่งปฏิกิริยาใหม่ในการเปลี่ยนก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำให้เป็นเอทานอล" Tao Xu ศาสตราจารย์ด้านเคมีกายภาพและนาโนเทคโนโลยีจาก Northern Illinois University กล่าว "กลไกนี้ควรเป็นรากฐานสำหรับการพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพสูงสำหรับการเปลี่ยนก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ไปเป็นสารเคมีที่มีมูลค่าเพิ่มจำนวนมาก"

เนื่องจาก CO 2เป็นโมเลกุลที่เสถียรการเปลี่ยนเป็นโมเลกุลที่แตกต่างกันจึงเป็นพลังงานที่เข้มข้นและมีค่าใช้จ่ายสูง อย่างไรก็ตามอ้างอิงจาก Liu "เราสามารถจับคู่กระบวนการทางเคมีไฟฟ้าของการแปลงCO 2เป็นเอทานอลโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาของเรากับกริดไฟฟ้าและใช้ประโยชน์จากไฟฟ้าราคาประหยัดจากแหล่งพลังงานหมุนเวียนเช่นแสงอาทิตย์และลมในช่วงนอกเวลาเร่งด่วน .” เนื่องจากกระบวนการทำงานที่อุณหภูมิและความดันต่ำจึงสามารถเริ่มและหยุดได้อย่างรวดเร็วเพื่อตอบสนองต่อการจ่ายกระแสไฟฟ้าหมุนเวียนไม่ต่อเนื่อง

การวิจัยของทีมได้รับประโยชน์จากสิ่งอำนวยความสะดวกสำหรับผู้ใช้ DOE Office of Science สองแห่งที่ Argonne - Advanced Photon Source (APS) และ Center for Nanoscale Materials (CNM) รวมทั้งศูนย์ทรัพยากรคอมพิวเตอร์ในห้องปฏิบัติการ (LCRC) ของ Argonne "ด้วยฟลักซ์โฟตอนสูงของลำแสงเอ็กซ์เรย์ที่ APS ทำให้เราสามารถจับการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของตัวเร่งปฏิกิริยาระหว่างปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมีได้ '' เทาลี่ผู้ช่วยศาสตราจารย์ภาควิชาเคมีและชีวเคมีที่ Northern Illinois กล่าว มหาวิทยาลัยและผู้ช่วยนักวิทยาศาสตร์ในแผนก X-ray Science ของ Argonne ข้อมูลเหล่านี้พร้อมด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนความละเอียดสูงที่ CNM และการสร้างแบบจำลองเชิงคำนวณโดยใช้ LCRC เผยให้เห็นการเปลี่ยนแปลงแบบย้อนกลับได้จากทองแดงที่กระจายตัวในอะตอมไปเป็นกลุ่มของทองแดงสามอะตอมแต่ละอะตอมโดยใช้ค่าต่ำ แรงดันไฟฟ้า.-to-ethanol catalysis เกิดขึ้นกับกลุ่มทองแดงเล็ก ๆ เหล่านี้ การค้นพบนี้ชี้ให้เห็นถึงวิธีการปรับปรุงตัวเร่งปฏิกิริยาผ่านการออกแบบที่มีเหตุผล

"เราได้เตรียมตัวเร่งปฏิกิริยาใหม่หลายตัวโดยใช้แนวทางนี้และพบว่าทั้งหมดนี้มีประสิทธิภาพสูงในการแปลง CO 2เป็นไฮโดรคาร์บอนอื่น ๆ " Liu กล่าว "เราวางแผนที่จะดำเนินการวิจัยนี้ต่อไปโดยร่วมมือกับภาคอุตสาหกรรมเพื่อพัฒนาเทคโนโลยีที่มีแนวโน้มนี้"

สล็อตออนไลน์ 918kiss