کوی دانش - kooy

تولید سوخت از دی اکسید کربن

تولید سوخت از دی اکسید کربن
11 مرداد
13:15 1395
در مطالعه ای جدید که توسط دپارتمان انرژی آرگونه از لابراتوار ملی آمریکا و دانشگاه ایلینویز در شیکاگو انجام شد، محققان موفق به یافتن راهی شدند تا با کمک نور آفتاب، دی اکسید کربن را به یک منبع قابل استفاده انرژی تبدیل کنند. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

موضوع مبارزه با افزایش نرخ تغییر آب و هوا به یکی از مباحث اصلی دانشمندان و سیاستمداران تبدیل شده است و صدالتبه تمرکز بر روی مقصر اصلی است، «دی اکسید کربن»

دی اکسید کربنِ تولید شده توسط سوختنِ سوختهای فسیلی در نیروگاه های تولید برق، با انباشت در اتمسفر باعث بالا رفتن حرارت کره زمین می شود. در آنسوی ماجرا، گیاهان و درختان به آرامی دی اکسید کربن را از جو دریافت و تبدیل به قند می کنند. در این میدان سرعت تولید دی اکسید کربن و دریافت آن توسط گیاهان برابر نیست.

یکی از اصلی ترین چالشهای دی اکسید کربن اینست که این ترکیب شیمیایی، نسبتاً واکنش گرا نیست. لری کورتیس یکی از نویسندگان مطالعه و شیمیدانی از مرکز آرگونه می گوید: «بخودیِ خود، بسیار مشکل است که دی اکسید کربن به ترکیب دیگری تبدیل شود.»

کورتیس و تیم دانشگاهی او برای تبدیل دی اکسید کربن به ترکیبی که بتواند بعنوان «سوختِ قابل مصرف» استفاده شود نیاز به یافتن یک کاتالیست (ترکیبی مخصوص که تمایل واکنش در دی اکسید کربن را زیاد کند) داشتند. زمانیکه دی اکسید کربن از اتمسفر به قند تبدیل می شود، گیاهان از کاتالیستی ارگانیک موسوم به «آنزیم» استفاده می کنند. محققان از یک ترکیب فلزی بنام «دیزِلنایدِ تنگستن» استفاده کردند که در اشکالِ «برف مانند» و در ابعاد نانو تمام سطح دی اکسید کربن را پوشش می داد.

زمانیکه گیاهان از کاتالیستهایشان برای تولید قند استفاده می کردند، محققانِ آرگونه از آنها برای تبدیلی دی اکسید کربن به مونواکسید کربن استفاده کردند. منواکسید کربن همچنان یک گاز سبز بحساب می آید و بسیار واکنش گرا تر از دی اکسید کربن است. پیش از این، دانشمندان راههایی برای تبدیل مونواکسید کربن به سوختهای قابل مصرفی چون متانول یافته اند. پیتر زاپل یکی دیگر از نویسندگان مطالعه می گوید: «زمانیکه شما قصد دارید تا از دی اکسید کربن سوخت تهیه کنید درواقع در سربالایی قرار دارید ولی زمانیکه بخواهید از مونواکسیدکربن سوخت تهیه کنید در سرازیری قرار گرفته اید.»

کورتیس ادامه می دهد: «اگرچه واکنش تبدیل دی اکسید کربن به مونو اکسیدکربن با هر موضوعی که در طبیعت یافت شده است متفاوت است ولی با اینحال نیازمند روشهای پایه ای و مشابه فوتوسنتز است. در فوتوسنتز، درختان به انرژی بدست آمده از نور، دی اکسیدکربن و آب) نیاز دارند تا سوختشان را بسازند، در تجربه ما مواد یکسان بودند لیکن محصول بدست آمده متفاوت بود.»

 محققان با الگو گرفتن از طبیعت یک برگ مصنوعی ساختند که فرآیند سه مرحله ای مذکور را انجام می داد. در مرحله اول، فوتونهای ورودی (بسته های نوری) به سوراخهایی جدا از هم که حامل جفت الکترونهای منفی و مثبت هستند، تبدیل می شوند. در مرحله دوم، این سوراخها با ملوکولهای آب واکنش نشان می دهند و تولید پروتون و ملوکولهای اکسیژن می کنند. در نهایت و در مرحله سوم، دی اکسید کربن و الکترونها با هم واکنش انجام می دهند تا محصولات نهایی که آب و منواکسیدکربن می باشد را تولید کنند.

زاپل می گوید: «ما مقادیر زیادی از انواع مختلفِ هیدروکربن مثل زغال سنگ، نفت و گازوئیل را سوزاندیم تا یک روشِ دارای صرفه اقتصادی را برای ساختن سوخت شیمیایی با قابلیت استفاده مجدد زیاد پیدا کنیم که در این فرآیند از نور خورشید نیز بعنوان یک عامل تاثیرگذار استفاده شد.»

 بر طبق گفته کورتیس: «کاتالیست دیزلناید تنگستن با ثبت زمان 100 ساعت کاملاً پایدار است.»

این مطالعه با نام "Nanostructured transition metal dichalcogenide electrocatalysts for CO2 reduction in ionic liquid" در ژورنال Science منتشر شده است.

کلمات کلیدی

اشتراک

درباره نویسنده

محمد نبی زاده

محمد نبی زاده

  1. محمدرضا کیانی
    محمدرضا کیانی 17 آذر, 08:54

    درود بر شما جز مطالب خواص وحیانی برای آینده بشراست

تصویر امنیتی



عبارت در تصویر را وارد کنید


محققان راهی برای خودترمیمی کامپوزیتها در دمای بسیار پایین یافتند

محققان راهی برای خودترمیمی کامپوزیتها در دمای بسیار پایین یافتند

دانشمندان روشی را توسعه داده اند که توسط آن موادی که عموماً در صنایع هوایی و ماهواره ها استفاده می شوند می توانند به خودترمیمیِ شکستها و خش های خود در دمای زیر انجماد بپردازند. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه باشید...

مطالعه متن کامل
راه حلی مؤثر و کم هزینه برای ذخیره انرژی خورشیدی

راه حلی مؤثر و کم هزینه برای ذخیره انرژی خورشیدی

چگونه می توان انرژی خورشیدی را برای استفاده در زمانی که تابش خورشید وجود ندارد ذخیره کرد؟ یک راه حل تبدیل انرژی خورشیدی به هیدروژن توسط الکترولیز آب است. این ایده به این صورت است که از الکتریسیته ای که توسط انرژی خورشیدی (پنلهای خورشیدی) بدست می آید برای تجزیه ملوکولهای آب به اکسیژن و هیدروژن استفاده شود. سپس هیدروژن خالص را می توان بعنوان منبع انرژی الکتریسیته ویا یک منبع سوختی استفاده کرد. اما دقیقاً همینجاست که موضوع پیچیده می شود. حتی با وجود فناوری های مختلفِ تولید هیدروژن و نتایج نوید بخش آزمایشگاهی، هنوز این روش بسیار ناپایدار و گران است و صرفاً برای استفاده های بزرگ تجاری دارای صرفه است. حال، رویکرد جدیدی توسط محققانِ سوئیسی عرضه شده است. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه باشید...

مطالعه متن کامل
قهوه جوشی با قابلیت کشت قارچ

قهوه جوشی با قابلیت کشت قارچ

اگر از زمره عاشقان قهوه هستید و در عین حال قارچ هم از چاشنی های همیشگی غذاهای شماست احتمالاً از همین الان تصمیم قطعی برای خرید این دستگاه را خواهید گرفت. این دستگاه جالب توسط آدریان پرز طراح بارسایی طراحی و تولید شده است. دستگاه های قهوه جوش صرفاً دو دهم درصد از قهوه را تبدیل به نوشیدنی می کنند و مابقی بصورت تفاله دور ریخته می شود. گرچه استفاده از تفاله قهوه بعنوان بستری برای پرورش قارچ موضوع جدیدی نیست ولی در پشت دستگاهی که در ادامه بررسی می کنیم تفکر خلاقانه ای وجود دارد. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
پیشرفت تکنولوژی پهپادها

پیشرفت تکنولوژی پهپادها

پهپادها بزودی قادر خواهند بود همانند یک پرنده ویا یک حشره بالدار تصاویر محیط را دریافت کرده، پردازش نمایند و بدون نیاز به دخالت نیروی انسانی، رادار وحتی هدایت GPS ماهواره ای راه خود را بیابند. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
متر هوشمند Bagel

متر هوشمند Bagel

تا کنون تصور کرده اید که یک متر معمولی تا چه حد می تواند هوشمند باشد؟ احتمالاً با دیدن مشخصات محصولی که در ادامه می آید متعجب خواهید شد. متر جدید دارای صفحه نمایش، با قابلیت اندازه گیری طول، محیط و همچنین قابلیت اندازه گیری لیزری می باشد. به تمامی موارد فوق ارتباط با تلفن هوشمند و اعلام نتیجه اندازه گیری با واحد مورد نظر شما (سانتی متر، اینچ) را هم اضافه کنید. آیا نیاز دیگری دارید؟ برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
 ساخت چسب جراحی با الهام از صدف های دو کپه ای که ظرف 60 ثانیه جلوی خونریزی را می گیرد

ساخت چسب جراحی با الهام از صدف های دو کپه ای که ظرف 60 ثانیه جلوی خونریزی را می گیرد

نوع جدیدی از چسب که با الهام از صدف های دو کپه ای ساخته شده است زخمها را سریع تر و با التهاب کمتری بهبود می دهد. توانایی صدف های دو کپه ای از نظر چسبیدن به سطوح زیر آبی سال هاست که دانشمندان را به خود مشغول کرده است . اگر بتوان این قابلیت را به نحوی در محیط آزمایشگاهی نیز بازسازی نمود، می شود چسبی تولید کرد که در حوزه های مختلف کاربرد عملی داشته باشد. تیمی از دانشمندان کره ای چسب جراحی جدیدی را با الهام گرفتن از این پدیده طبیعی تولید کرده اند که بنا به ادعای ایشان ارزان تر و معتبرتر بوده و نسبت به انواع موجود اثر کمتری نیز از خود باقی می گذارد.

مطالعه متن کامل
موفقیت دانشمند ایرانی "امین امینی مقصود بیگی" در کمک به بیماران پارکینسون؛ با حسگر Kinect بیماران پارکینسونی می توانند در یک خط راه بروند

موفقیت دانشمند ایرانی "امین امینی مقصود بیگی" در کمک به بیماران پارکینسون؛ با حسگر Kinect بیماران پارکینسونی می توانند در یک خط راه بروند

بیشتر شما از حرکات و لرزش های شدید بیماران مبتلا به پارکینسون آگاه هستید اما این تنها مشکل و نشانه ای نیست که این بیماران باید با آن تا کنند. علاوه بر این مشکل آن ها باید بتوانند با عارضه ای که Freezing of Gait یا FOG نامیده می شود هم دست و پنجه نرم کنند. در اثر این عارضه ماهیچه های بیماران ممکن است هنگام راه رفتن آن ها یک دفعه بگیرد و منجمد شود به گونه ای که آن ها حس می کنند پاهایشان به زمین چسبیده است و همین اتفاق می تواند منجر به زمین خوردن آن ها بشود. محققان دانشگاه برونل لندن یک حسگر Kinect را هک کردند تا بتوانند به این مشکل غلبه پیدا کنند.

مطالعه متن کامل
تویوتا ماشین پیل سوختی هیدروژنیِ جدید خود را به اسم Mirai نام گذاری کرد

تویوتا ماشین پیل سوختی هیدروژنیِ جدید خود را به اسم Mirai نام گذاری کرد

تویوتا اسم جدیدترین ماشین پیل سوختی هیدروژنی خود را که سال 2015 وارد بازار فروش ایالات متحده خواهد شد، اعلام کرد. تویوتا Mirai که یک هفته مانده به نمایشگاه ماشین لس آنجلس 2014 رونمایی شده است تنها از سوخت هیدروژن استفاده می کند و با یک بار سوخت گیری کامل (در زمانی کمتر از 5 دقیقه) می تواند بیش از 480 کیلومتر مسیر را طی کند.

مطالعه متن کامل
مکمل های سویا، تنگی نفس را بهتر نمی کنند.

مکمل های سویا، تنگی نفس را بهتر نمی کنند.

با وجود یافته ها از تحقیق پیشین (مکملهای سویا باعث بهتر شدن تنفس بیمارانی می شوند که مشکل تنگی نفس دارند) مطالعه جدید نشان می دهد که مواد مغذی تاثیری خاصی روی کارکرد سیستم تنفسی ندارند.

مطالعه متن کامل
روش جدیدی برای مبارزه با سوء تغذیه

روش جدیدی برای مبارزه با سوء تغذیه

دانشمندان دانشگاه بریتیش کلمبیا (UBC)، با خلق یک مدل حیوانی که عدم توازن باکتری های روده در بیماری های صعب العلاج را شبیه سازی می کند، درهایی را به سوی تحقیقات جدید در زمینه سوء تغذیه گشوده اند.

مطالعه متن کامل