تغطية شاملة

يساعد المحفز السائل الأيوني في إنتاج الوقود

تمكن فريق بحث من ولاية إلينوي من التغلب على إحدى العقبات الرئيسية أمام تطوير تقنية واعدة من شأنها تقليل انبعاثات الغازات الدفيئة في الغلاف الجوي والمساعدة في إنتاج الوقود.

مقارنة بين عملية إنتاج الوقود الحيوي وعملية البناء الضوئي. الصورة: جامعة إلينوي
مقارنة بين عملية إنتاج الوقود الحيوي وعملية البناء الضوئي. الصورة: جامعة إلينوي

تمكن فريق بحث من ولاية إلينوي من التغلب على إحدى العقبات الرئيسية أمام تطوير تقنية واعدة من شأنها تقليل انبعاثات الغازات الدفيئة في الغلاف الجوي والمساعدة في إنتاج الوقود.

يحاول أستاذ الهندسة الكيميائية والبيولوجية بجامعة إلينوي بول كينيس وفريقه البحثي تطوير محفز لتحسين عملية التمثيل الضوئي الاصطناعي. التمثيل الضوئي الاصطناعي هو العملية التي يتم من خلالها تحويل غاز ثاني أكسيد الكربون إلى مواد كيميائية مفيدة أساسها الكربون، وأبرزها الوقود أو المركبات الأخرى المشتقة من البترول.

في النباتات، تستخدم عملية التمثيل الضوئي طاقة الشمس لتحويل ثاني أكسيد الكربون والماء إلى سكريات وكربوهيدرات أخرى. يتم الحصول على الوقود الحيوي من السكريات المستخرجة من نباتات المحاصيل مثل الذرة. ومع ذلك، في عملية التمثيل الضوئي الاصطناعي، تستخدم الخلية الكهروكيميائية الطاقة القادمة من مجمع الطاقة الشمسية أو توربينات الرياح لتحويل الغاز إلى وقود كربون بسيط، مثل حمض الفورميك أو الميثانول، والذي بدوره تتم معالجته للحصول على الإيثانول أو أنواع الوقود الأخرى.

يقول الباحث الرئيسي: "الميزة الرئيسية هي أن هذه العملية ليست قادرة على المنافسة مع الإمدادات الغذائية، وأنها أرخص بكثير من نقل الكتلة الحيوية عن طريق السفن إلى المصفاة". إلا أن إحدى أكبر انتكاسات هذه العملية هي المرحلة الأولى التي يتم فيها تحويل غاز ثاني أكسيد الكربون إلى غاز أول أكسيد الكربون، وهي المرحلة التي تتطلب كمية كبيرة من الطاقة. تستهلك هذه المرحلة كمية كبيرة من الطاقة بحيث يتم الوصول إلى حالة يتم فيها استخدام طاقة أكبر لإنتاج الوقود من الكمية النهائية المخزنة فيه.

تحولت مجموعة البحث من إلينوي إلى نهج مبتكر آخر، يستخدم السائل الأيوني لتسريع التفاعل، وبالتالي تقليل كمية الطاقة المطلوبة لبدء التفاعل بشكل كبير. تعمل السوائل الأيونية على تثبيت الأشكال الوسيطة التي تم الحصول عليها أثناء التفاعل بحيث تكون هناك حاجة إلى كمية أقل من الطاقة لإكمال التفاعل.

واستخدم الباحثون خلية كهروكيميائية في جهاز تفاعل يسمح بالفصل بين كمية ثاني أكسيد الكربون الواردة وكمية الأكسجين المنبعثة في التفاعل. يسمح تصميم الخلية للباحثين بتعديل تركيبة تدفق الإلكتروليت من أجل تحسين حركية التفاعل، بما في ذلك إضافة السوائل الأيونية كمحفز. "هذا المحفز يقلل بشكل كبير من الإمكانات المطلوبة لتحويل ثاني أكسيد الكربون، وبالتالي من الممكن استخدام كمية أقل من الطاقة."

وبعد ذلك، يأمل الباحثون في معالجة مشكلة العائد. ومن أجل جعل التكنولوجيا الخاصة بهم ذات تطبيقات تجارية، يحتاج الباحثون إلى زيادة سرعة التفاعل وتعظيم الاستفادة منه.

أخبار الدراسة

تعليقات 8

  1. إذا فهمت بشكل صحيح - فقد أثبت الباحثون أن العملية ناجحة والآن يجب أن تصبح تجارية. أي الانتقال من مرحلة البحث إلى المرحلة الهندسية. آمل أن يكون هناك بالفعل شخص يجرؤ على تمويل هذه المرحلة الهندسية. حتى لو لم نكن في حالة الانحباس الحراري العالمي، هناك مشكلتان فيما يتعلق باستخدام الوقود الأحفوري - الأولى هي الكمية المحدودة من الوقود التي تتسبب في ارتفاع أسعاره، وثروة مختلف الطغاة الذين يسيطرون لسبب ما على إنتاج النفط. النفط في العالم. هذه المشكلة في نظري يمكن حلها باستخدام العملية المذكورة في المقال، أما المشكلة الثانية – تلوث الهواء والبيئة الناتج عن الوقود – فربما لن يتم حلها حتى لو أصبحت العملية المذكورة في المقال تجارية، حيث سيستمر استخدام الوقود الكربوني الملوث. .

  2. أنت على حق، يا يوتسماخ، لأن شركات الوقود تفضل الاستثمار في الضغط على مجلس الشيوخ والكنيست ومنع جميع الاقتراحات التي تهدف إلى تشجيع استخدام مثل هذه البدائل.
    وأصبحت السلطات المحلية أيضًا جشعة
    http://www.nrg.co.il/online/1/ART2/312/602.html?hp=1&cat=459&loc=3

  3. أخبار الصباح قرأت مقالات عن تطور أو آخر في موضوعات مصادر الوقود البديلة والطاقة الخضراء وما إلى ذلك، وفي بعض الأيام أنتهي من القراءة وأذهب إلى أقرب محطة وقود لملء 35 لترًا من بقايا الحفريات القديمة.

  4. ضوء:
    والحقيقة أنني لم ألاحظ هذه الجملة في المقال (ولم ألاحظ أنك كتبت الجملة بين قوسين).
    في الواقع، هذه الجملة تافهة وربما يكون غرضها بالكامل هو الإعلان عن الاكتشاف الحالي، والذي ربما يستخدم أيضًا طاقة أكثر مما يخزنه.
    والابتكار الحقيقي يكمن فقط في الكفاءة، ولكن لا توجد ميزة نوعية جديدة من ذلك النوع الذي تشير إليه هذه الجملة.

  5. מיכאל
    أنا لم أكتب هذا، بل هو مكتوب في المقال ويشار إليه على أنه "أحد أكبر الإخفاقات في هذه العملية". ومن الواضح بالنسبة لي أن العملية تتطلب طاقة شمسية أكثر مما يتم تخزينه في الوقود، لذلك ليس هذا هو العيب الرئيسي للعملية.

  6. ضوء:
    مع اسم مثل اسمك، كان يجب أن تدرك أنه على الرغم من أن ما قلته كان صحيحًا، إلا أنه لا صلة له بالموضوع على الإطلاق.
    لماذا؟ وما علاقته باسمك؟
    لأن الطاقة المستخدمة هي طاقة الضوء (حسنًا، لنكون أكثر دقة - الطاقة الشمسية في شكل ضوء أو رياح) والتي لو لم يلتقطوا جزءًا منها بالطريقة المعنية، لكانت قد ضاعت (في في أحسن الأحوال) أو ساهم في ارتفاع درجة حرارة الأرض (في أسوأ الأحوال).

  7. "يتم استخدام طاقة أكبر لإنتاج الوقود مقارنة بالكمية النهائية المخزنة فيه." - ملتزم بقانون الحفاظ على الطاقة

ترك الرد

لن يتم نشر البريد الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها *

يستخدم هذا الموقع Akismat لمنع الرسائل غير المرغوب فيها. انقر هنا لمعرفة كيفية معالجة بيانات الرد الخاصة بك.