ALTIN 499,21
DOLAR 8,8689
EURO 10,4740
BIST 1.385
Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 23 °C
Parçalı Bulutlu

Güneş Enerjili Elektrokimyasal Reaksiyon, Dünyanın 2 Numaralı Kimyasalını Üretmek İçin Atık Su Kullanıyor

14.09.2021
18
Güneş Enerjili Elektrokimyasal Reaksiyon, Dünyanın 2 Numaralı Kimyasalını Üretmek İçin Atık Su Kullanıyor

UIC araştırmacıları, bir güneş pilinin sıvı bir çözeltiyi tutan bir kuyuya bağlandığı sürdürülebilir bir elektrokimyasal sistem oluşturur. Şarj edildiğinde, sıvı çözeltideki atık sudan gelen nitratlar amonyağa dönüştürülür. Kredi bilgileri: Meenesh Singh/UIC

UIC mühendisleri, yüksek güneş enerjisi-yakıt verimliliği ile sürdürülebilir elektrokimyasal reaksiyonda nitratları amonyağa dönüştürür.

Illinois Chicago Üniversitesi’ndeki mühendisler, yalnızca atık su kullanarak amonyak (dünyada en çok üretilen ikinci kimyasal) yapmakla kalmayıp, aynı zamanda güneş enerjisiyle çalışan bir elektrokimyasal reaksiyon yarattılar. diğer karşılaştırılabilir teknolojiler.

Onların bulguları yayınlandı Enerji ve Çevre Bilimi, enerji dağıtımı ve çevre korumanın kesişiminde araştırma için en iyi dergi.

Baş araştırmacı, “Bu teknoloji ve yöntemimiz, isteğe bağlı gübre sentezine izin vermek için büyük bir potansiyele sahip ve gelişmiş ve gelişmekte olan ülkelerdeki tarım ve enerji sektörleri ve fosil yakıtlardan kaynaklanan sera gazlarını azaltma çabaları üzerinde büyük bir etkiye sahip olabilir” dedi. UIC Mühendislik Koleji’nde kimya mühendisliği yardımcı doçenti olan Meenesh Singh.

Amonyak, bir nitrojen kombinasyonu atom ve üç hidrojen atomu, gübrelerin ve plastikler ve farmasötikler gibi birçok üretilen ürünün önemli bir bileşiğidir. Azottan amonyak yapmak için mevcut yöntemler, hidrojene bağlanabilmeleri için azot atomları arasındaki güçlü bağları kırmak için fosil yakıtların yakılmasıyla üretilen muazzam miktarda ısı gerektirir. Bu asırlık süreç, iklim değişikliğinin itici gücü olan küresel sera gazı emisyonlarının önemli bir kısmını üretiyor.

Daha önce, Singh ve meslektaşları amonyak yapmak için çevre dostu bir yöntem geliştirdi saf nitrojen gazını su bazlı bir çözelti içinde elektrik yüklü, katalizör kaplı bir ağ elekten süzerek. Bu reaksiyon, nitrojen atomlarını parçalayan ekranı elektriklendirmek için yalnızca çok küçük bir miktarda fosil yakıt enerjisi kullandı, ancak amonyaktan (%20) daha fazla hidrojen gazı (%80) üretti.

Şimdi, araştırmacılar bu konsepti geliştirdiler ve reaksiyonu elektriklendirmek için nitrojen ve güneş ışığı sağlamak için en yaygın yeraltı suyu kirleticilerinden biri olan nitratı kullanan yeni bir yöntem geliştirdiler. Sistem, neredeyse sıfır hidrojen gazı yan reaksiyonu ile neredeyse %100 amonyak üretir. Reaksiyon fosil yakıtlara ihtiyaç duymaz ve hiçbir karbondioksit veya diğer sera gazları üretmez ve güneş enerjisi kullanımı, diğer herhangi bir durumdan 10 kat daha iyi olan %11’lik benzeri görülmemiş bir güneş-yakıt verimliliği veya STF verir. – amonyak üretmek için son teknoloji sistem (yaklaşık %1 STF).

Yeni yöntem, araştırmacıların “Ortam Koşullarında %11 Güneşten Yakıt Verimliliği ile Nitrat Kullanarak Amonyak Güneş Enerjili Elektrokimyasal Sentezi” başlıklı makalelerinde yeni süreçle birlikte tanımladıkları bir kobalt katalizörüne dayanıyor. Enerji ve Çevre Bilimi.

Katalizörü tanımlamak için araştırmacılar önce hangi metalin en iyi sonucu vereceğini tahmin etmek için hesaplama teorisini uyguladılar. Ekip, bu modeller aracılığıyla kobaltı belirledikten sonra metalle deneyler yaparak reaksiyondaki etkinliğini optimize etmek için farklı yollar denedi. Araştırmacılar, oksidasyondan elde edilen pürüzlü bir kobalt yüzeyinin, neredeyse tüm nitrat moleküllerini amonyağa dönüştürdüğü anlamına gelen seçici bir reaksiyon oluşturmak için en iyi sonucu verdiğini buldu.

Singh, “Güneş enerjisiyle çalışan bir sistemde çalışan aktif, seçici ve kararlı bir katalizör bulmak, endüstriyel ölçekte sürdürülebilir amonyak sentezinin mümkün olduğunun güçlü bir kanıtıdır.” Dedi.

Reaksiyonun kendisi çevre için iyi olan karbon-nötr olmakla kalmaz, aynı zamanda sistem endüstriyel kullanım için geliştirilmişse, çevre üzerinde neredeyse net-negatif, onarıcı bir etkiye sahip olabilir.

“Atıksu nitrat kullanmak, kirleticiyi yüzey ve yeraltı sularından da çıkarmamız gerektiği anlamına geliyor. Zamanla bu, sürecin aynı anda endüstriyel atıkların ve akan suyun düzeltilmesine yardımcı olabileceği ve özellikle ekonomik dezavantajlar yaşayabilecek veya aşırı nitrata yüksek maruziyetten en büyük riski taşıyan kırsal alanlarda nitrojen döngüsünü yeniden dengelemeye yardımcı olabileceği anlamına geliyor, “dedi Singh.

İçme suyu yoluyla nitrata yüksek düzeyde maruz kalma, kanser, tiroid hastalığı, erken doğum ve düşük doğum ağırlığı gibi sağlık koşullarıyla ilişkilendirilmiştir.

“Hepimiz bu başarıdan dolayı çok heyecanlıyız ve burada durmayacağız. Sistemi daha da geliştirmek için belediye şirketleri, atık su arıtma merkezleri ve sektördeki diğer kuruluşlarla zaten işbirliği yapan Singh, yakında çok daha büyük bir ölçeği test edebileceğimiz daha büyük bir prototipe sahip olacağımızı umuyoruz.

Referans: Nishithan C. Kani, Joseph A. Gauthier, Aditya Prajapati, Jane Edgington, Isha Bordawekar, Windom Shields, Mitchell Shields tarafından “Ortam koşullarında %11 güneş-yakıt verimliliği ile nitrat kullanılarak amonyak güneş güdümlü elektrokimyasal sentezi” , Linsey C. Seitz, Aayush R. Singh ve Meenesh R. Singh, 7 Eylül 2021, Enerji ve Çevre Bilimi.
DOI: 10.1039 / D1EE01879E

UIC Teknoloji Yönetimi Ofisi tarafından yeni süreç için bir patent başvurusu yapıldı.

Makalenin ortak yazarları, UIC’den Nishithan Kani ve Aditya Parajapati, Texas Tech Üniversitesi’nden Joseph Gauthier, Jane Edgington ve Linsey Seitz’dir. kuzeybatı Üniversitesi, Warren Township Lisesi’nden Isha Bordawekar, Worldwide Liquid Sunshine’dan Windom Shields ve Mitchell Shields ve Dow Inc.’den Aayush Singh.

.

Gelişmelerden zamanında haberdar olmak için Google News’te Bilim Portal’a ABONE OLUN

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.