နည်းပညာသစ်သည် ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်ကို အရည်လောင်စာအဖြစ်သို့ ပိုမိုကောင်းမွန်စေသည်။

အောက်ပါဖောင်ကိုဖြည့်ပြီး “ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်ကို အရည်လောင်စာအဖြစ်ပြောင်းလဲရန် နည်းပညာအသစ်တိုးတက်မှုများ” ၏ PDF ဗားရှင်းကို သင့်ထံ အီးမေးလ်ပို့ပါမည်။
ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ် (CO2) သည် ရုပ်ကြွင်းလောင်စာများနှင့် အသုံးအများဆုံး ဖန်လုံအိမ်ဓာတ်ငွေ့တို့၏ ထုတ်ကုန်ဖြစ်ပြီး ရေရှည်တည်တံ့သော နည်းလမ်းဖြင့် အသုံးဝင်သော လောင်စာအဖြစ်သို့ ပြန်လည်ပြောင်းလဲနိုင်သည်။ CO2 ဓာတ်ငွေ့ထုတ်လွှတ်မှုကို လောင်စာဆီ သိုလှောင်ရုံအဖြစ် ပြောင်းလဲရန် အလားအလာရှိသော နည်းလမ်းတစ်ခုမှာ electrochemical reduction ဟုခေါ်သော လုပ်ငန်းစဉ်ဖြစ်သည်။ သို့သော် စီးပွားဖြစ် အလားအလာရှိရန်၊ ပိုမိုနှစ်သက်သော ကာဗွန်ကြွယ်ဝသော ထုတ်ကုန်များကို ရွေးချယ် သို့မဟုတ် ထုတ်လုပ်ရန် လုပ်ငန်းစဉ်ကို မြှင့်တင်ရန် လိုအပ်ပါသည်။ ယခုအခါ Nature Energy ဂျာနယ်တွင် ဖော်ပြခဲ့သည့်အတိုင်း Lawrence Berkeley အမျိုးသားဓာတ်ခွဲခန်း (Berkeley Lab) သည် အရန်တုံ့ပြန်မှုအတွက် အသုံးပြုသည့် ကြေးနီဓာတ်ကူပစ္စည်း၏ မျက်နှာပြင်ကို တိုးတက်ကောင်းမွန်စေရန် နည်းလမ်းသစ်တစ်ရပ်ကို တီထွင်ခဲ့ပြီး လုပ်ငန်းစဉ်၏ ရွေးချယ်နိုင်မှုကို တိုးမြှင့်ပေးခဲ့သည်။
"ကြေးနီသည် ဤတုံ့ပြန်မှုအတွက် အကောင်းဆုံးဓာတ်ကူပစ္စည်းဖြစ်ကြောင်း ကျွန်ုပ်တို့သိသော်လည်း၊ ၎င်းသည် လိုချင်သောထုတ်ကုန်အတွက် မြင့်မားသောရွေးချယ်နိုင်စွမ်းကို မပေးဆောင်နိုင်" ဟု Berkeley Lab မှ ဓာတုဗေဒသိပ္ပံဌာနမှ အကြီးတန်းသိပ္ပံပညာရှင် Alexis နှင့် တက္ကသိုလ်မှ ဓာတုဗေဒအင်ဂျင်နီယာ ပါမောက္ခ Alexis က ပြောကြားခဲ့သည်။ ကယ်လီဖိုးနီးယား၊ ဘာကလေ။ Spell ကပြောပါတယ်။ "ကျွန်ုပ်တို့၏အဖွဲ့သည် ဤရွေးချယ်မှုမျိုးကိုပေးစွမ်းရန် အမျိုးမျိုးသောလှည့်ကွက်များပြုလုပ်ရန် ဓာတ်ကူပစ္စည်း၏ဒေသပတ်ဝန်းကျင်ကို အသုံးပြုနိုင်ကြောင်း တွေ့ရှိခဲ့သည်။"
ယခင်လေ့လာမှုများတွင် သုတေသီများသည် ကာဗွန်ကြွယ်ဝသော ထုတ်ကုန်များကို စီးပွားဖြစ်တန်ဖိုးဖြင့် ဖန်တီးရန်အတွက် အကောင်းဆုံးလျှပ်စစ်နှင့် ဓာတုပတ်ဝန်းကျင်ကို ပေးဆောင်ရန် တိကျသောအခြေအနေများကို ချမှတ်ထားသည်။ သို့သော် ဤအခြေအနေများသည် ရေကိုအခြေခံသည့် လျှပ်ကူးပစ္စည်းများကို အသုံးပြုထားသော ပုံမှန်လောင်စာဆဲလ်များတွင် သဘာဝအတိုင်း ဖြစ်ပေါ်သည့်အခြေအနေများနှင့် ဆန့်ကျင်ဘက်ဖြစ်သည်။
စွမ်းအင်ဝန်ကြီးဌာန၏ Liquid Sunshine Alliance ၏ Energy Innovation Center ပရောဂျက်၏ တစ်စိတ်တစ်ပိုင်းအနေဖြင့် လောင်စာဆဲလ်ရေပတ်ဝန်းကျင်တွင် အသုံးပြုနိုင်သည့် ဒီဇိုင်းကို ဆုံးဖြတ်ရန်အတွက် Bell နှင့် အဖွဲ့သည် အချို့သော အားသွင်းခွင့်ပြုသည့် အိုင်အိုနိုမာ အလွှာပါးသို့ လှည့်သွားခဲ့သည်။ မော်လီကျူးများ (အိုင်းယွန်း) များ ဖြတ်သန်းသွားသည်။ အခြားအိုင်းယွန်းများကို ဖယ်ထုတ်ပါ။ ၎င်းတို့၏ လွန်စွာရွေးချယ်ထားသော ဓာတုဂုဏ်သတ္တိများကြောင့်၊ ၎င်းတို့သည် သေးငယ်သောပတ်ဝန်းကျင်အပေါ် ပြင်းထန်သောသက်ရောက်မှုရှိရန် အထူးသင့်လျော်ပါသည်။
Bell အဖွဲ့မှ ပါရဂူဘွဲ့လွန်သုတေသနပညာရှင် Chanyeon Kim သည် ကြေးနီဓာတ်ကူပစ္စည်းများ၏မျက်နှာပြင်ကို ဘုံအိုင်အိုနိုမာနှစ်ခုဖြစ်သည့် Nafion နှင့် Sustainion ဖြင့် ဖုံးအုပ်ရန် အဆိုပြုခဲ့သည်။ ထိုသို့လုပ်ဆောင်ခြင်းဖြင့် pH နှင့် ရေနှင့် ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ် ပမာဏ အပါအဝင် ဓာတ်ကူပစ္စည်းအနီးပတ်ဝန်းကျင်ကို ပြောင်းလဲသင့်သည်ဟု အဖွဲ့မှ တွေးဆပြီး ကာဗွန်ကြွယ်ဝသော ထုတ်ကုန်များကို အလွယ်တကူ အသုံးဝင်သော ဓာတုပစ္စည်းများအဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲထုတ်လုပ်ရန် တုံ့ပြန်မှုကို ညွှန်ကြားရန် တစ်နည်းတစ်ဖုံ ပြောင်းလဲသင့်သည်။ ထုတ်ကုန်များနှင့် လောင်စာအရည်များ။
သုတေသီများသည် အိုင်အိုနိုမာတစ်ခုစီ၏ ပါးလွှာသောအလွှာနှင့် အိုင်အိုနိုမာနှစ်ထပ်အလွှာကို ဖလင်တစ်ခုဖွဲ့စည်းရန် ပေါ်လီမာပစ္စည်းဖြင့် ပံ့ပိုးထားသော ကြေးနီဖလင်တစ်ခုတွင် လက်ပုံသဏ္ဍာန်လျှပ်စစ်ဓာတုဆဲလ်တစ်ခု၏ အဆုံးတစ်ဖက်အနီးတွင် ထည့်သွင်းနိုင်စေမည့် ကြေးနီဖလင်တစ်ချပ်ကို သုတေသီများက အသုံးချခဲ့ကြသည်။ ဘက်ထရီထဲသို့ ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်ကို ထိုးသွင်းပြီး ဗို့အားကို အသုံးချသောအခါတွင်၊ ၎င်းတို့သည် ဘက်ထရီမှ ဖြတ်သန်းစီးဆင်းနေသည့် စုစုပေါင်းလျှပ်စီးကြောင်းကို တိုင်းတာသည်။ ထို့နောက် တုံ့ပြန်မှုအတွင်း ကပ်လျက်ရေလှောင်ကန်တွင် စုဆောင်းထားသော ဓာတ်ငွေ့နှင့် အရည်များကို တိုင်းတာသည်။ အလွှာနှစ်လွှာအတွက်၊ ကာဗွန်ကြွယ်ဝသောထုတ်ကုန်များသည် တုံ့ပြန်မှုမှအသုံးပြုသောစွမ်းအင်၏ 80% ဖြစ်သည်—မွမ်းမံထားသောအိတ်တွင် 60% ထက်ပိုမိုမြင့်မားသည်ကို တွေ့ရှိခဲ့သည်။
"ဤအသားညှပ်ပေါင်မုန့်အလွှာသည် ကမ္ဘာနှစ်ခုလုံးအတွက် အကောင်းဆုံးဖြစ်သည်- ထုတ်ကုန်ရွေးချယ်နိုင်မှုနှင့် မြင့်မားသောလုပ်ဆောင်ချက်တို့ကို ပံ့ပိုးပေးသည်" ဟု Bell က ပြောကြားခဲ့သည်။ အလွှာနှစ်ထပ် မျက်နှာပြင်သည် ကာဗွန်ကြွယ်ဝသော ထုတ်ကုန်များအတွက် ကောင်းမွန်ရုံသာမက တစ်ချိန်တည်းတွင် ပြင်းထန်သော လျှပ်စီးကြောင်းကိုလည်း ထုတ်ပေးပြီး လှုပ်ရှားမှု တိုးလာမှုကို ညွှန်ပြသည်။
ပိုမိုကောင်းမွန်သောတုံ့ပြန်မှုသည် ကြေးနီ၏အပေါ်ယံအပေါ် တိုက်ရိုက်အလွှာတွင် CO2 ပြင်းအား မြင့်မားစွာစုဆောင်းခြင်းကြောင့် ဖြစ်သည်ဟု သုတေသီများက ကောက်ချက်ချခဲ့သည်။ ထို့အပြင်၊ ionomers နှစ်ခုကြားတွင် စုပုံနေသော အနုတ်လက္ခဏာရှိသော မော်လီကျူးများသည် ဒေသဆိုင်ရာ အချဉ်ဓာတ်ကို လျော့နည်းစေသည်။ ဤပေါင်းစပ်မှုသည် ionomer ရုပ်ရှင်များမရှိခြင်းတွင် ဖြစ်ပေါ်လေ့ရှိသော အာရုံစူးစိုက်မှုအပေးအယူများကို နှိမ်နှင်းသည်။
တုံ့ပြန်မှု၏ထိရောက်မှုပိုမိုတိုးတက်စေရန်အတွက်၊ သုတေသီများသည် CO2 နှင့် pH- pulsed ဗို့အားတိုးမြှင့်ရန် အခြားနည်းလမ်းအဖြစ် ionomer ဖလင်မလိုအပ်သော ယခင်သက်သေပြနည်းပညာကို အသုံးပြုခဲ့ကြသည်။ နှစ်ထပ်အလွှာ ionomer အပေါ်ယံလွှာသို့ တွန်းပို့သောဗို့အားကို အသုံးချခြင်းဖြင့် သုတေသီများသည် မဖုံးထားသော ကြေးနီနှင့် တည်ငြိမ်ဗို့အားတို့နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက ကာဗွန်ကြွယ်ဝသော ထုတ်ကုန်များတွင် 250% တိုးလာပါသည်။
အချို့သော သုတေသီများသည် ဓာတ်ကူပစ္စည်းအသစ်များ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်ရေးကို အာရုံစိုက်လုပ်ဆောင်သော်လည်း ဓာတ်ကူပစ္စည်းရှာဖွေတွေ့ရှိမှုသည် လည်ပတ်မှုအခြေအနေများကို ထည့်သွင်းစဉ်းစားခြင်းမရှိပေ။ ဓာတ်ကူပစ္စည်း မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ ပတ်ဝန်းကျင်ကို ထိန်းချုပ်ခြင်းသည် အသစ်နှင့် ကွဲပြားသော နည်းလမ်းဖြစ်သည်။
"ကျွန်ုပ်တို့သည် လုံးဝအသစ်သော ဓာတ်ကူပစ္စည်းကို မတီထွင်ခဲ့ဘဲ တုံ့ပြန်မှု kinetics ကို ကျွန်ုပ်တို့၏နားလည်မှုကို အသုံးပြုကာ ဓာတ်ကူဆိုဒ်၏ ပတ်ဝန်းကျင်ကို မည်သို့ပြောင်းလဲရမည်ကို တွေးတောရာတွင် လမ်းညွှန်ရန် ဤအသိပညာကို အသုံးပြုခဲ့သည်" ဟု အကြီးတန်းအင်ဂျင်နီယာတစ်ဦးဖြစ်သော Adam Weber က ပြောကြားခဲ့သည်။ Berkeley ဓာတ်ခွဲခန်းရှိ စွမ်းအင်နည်းပညာနယ်ပယ်မှ သိပ္ပံပညာရှင်များနှင့် စာတမ်းများကို ပူးတွဲရေးသားသူ။
နောက်တစ်ဆင့်မှာ coated catalysts ထုတ်လုပ်မှုကို ချဲ့ထွင်ရန်ဖြစ်သည်။ Berkeley Lab အဖွဲ့၏ ပဏာမစမ်းသပ်မှုများတွင် စီးပွားရေးလုပ်ငန်းသုံးအတွက် လိုအပ်သော ဧရိယာကျယ်ဝန်းသော အပေါက်များထက် များစွာရိုးရှင်းသော သေးငယ်သော မော်ဒယ်စနစ်များ ပါဝင်ပါသည်။ “ညီညာတဲ့ မျက်နှာပြင်ပေါ်မှာ လိမ်းဖို့ မခက်ပါဘူး။ ဒါပေမယ့် စီးပွားဖြစ်နည်းတွေမှာ ကြေးနီဘောလုံးအသေးတွေကို ဖုံးအုပ်ထားတာမျိုး ဖြစ်နိုင်ပါတယ်” ဟု ဘဲလ်က ပြောကြားခဲ့သည်။ ဒုတိယအလွှာကို အပေါ်ယံထပ်ထည့်တာက စိန်ခေါ်မှုဖြစ်လာပါတယ်။ ဖြစ်နိုင်ချေတစ်ခုမှာ အပေါ်ယံအလွှာနှစ်ခုကို ရောနှောကာ သတ္တုရည်တစ်ခုတွင် ရောပြီး ပေါင်းထည့်ကာ အငွေ့ပျံသွားသည့်အခါ ၎င်းတို့ကို ခွဲထုတ်ရန် မျှော်လင့်ခြင်းဖြစ်သည်။ မလုပ်ရင် ဘာဖြစ်မလဲ။ Bell က “ကျွန်တော်တို့ ပိုစမတ်ကျဖို့ပဲလိုတယ်။” Kim C၊ Bui JC၊ Luo X နှင့် အခြားအရာများကို ကိုးကားပါ။ ကြေးနီပေါ်ရှိ နှစ်ထပ်အလွှာ အိုင်အိုနိုမာအကာကို အသုံးပြု၍ CO2 ၏ အီလက်ထရွန်းနစ် လျှော့ချခြင်းအတွက် စိတ်ကြိုက်ဓာတ်ကူပစ္စည်း အသေးစားပတ်ဝန်းကျင်။ နတ်စွမ်းအင်။ 2021;6(11):1026-1034။ doi:10.1038/s41560-021-00920-8
ဤဆောင်းပါးကို အောက်ပါအကြောင်းအရာမှ ပြန်လည်ကူးယူဖော်ပြပါသည်။ မှတ်ချက်- အကြောင်းအရာကို အရှည်နှင့် အကြောင်းအရာအတွက် တည်းဖြတ်ထားနိုင်သည်။ ပိုမိုသိရှိလိုပါက၊ ကိုးကားထားသောအရင်းအမြစ်ကို ဆက်သွယ်ပါ။