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
هنگامی که فاسد شدن مواد خوراکی آغاز می‌شود، حسگر وایرلس به گوشی هوشمند شما هشدارمی دهد.

هنگامی که فاسد شدن مواد خوراکی آغاز می‌شود، حسگر وایرلس به گوشی هوشمند شما هشدارمی دهد.

در حالی که بوی زننده غذا سبب می‌شود از غذا خوردن دست بکشید، شانس با شما یار است؛ چون نامناسب بودن مصرف را از طریق بوهای بدی حس می‌کنید که از طریق سوراخ‌های بینی شما وارد می‌شود. شیمیدانان در دانشگاه ام.آی.تی روی یک حسگر وایرلس با قیمت مناسب کار می‌کنند. این حسگر در بین سایر چیزهای موجود در محیط، غذای فاسد را زودهنگام و با شناسایی گازهای حاصله از آن که در هوا پخش شده است، شناسایی می‌کند. سپس داده‌های مربوطه با یک گوشی هوشمند به اشترک گذاشته می‌شوند که به طور بالقوه به کاربران هشدار می‌دهد که بجنبید! میوه کپک زده‌ای در پایین یخچال وجود دارد.

مطالعه متن کامل
پلازما، یک فروشگاه کفش در لیتوانی را به شکل گالری هنر مدرن طراحی کرد

پلازما، یک فروشگاه کفش در لیتوانی را به شکل گالری هنر مدرن طراحی کرد

"گالری کفش" در مرکز خرید تجاری در ویلنیوس لیتوانی واقع شده است و به عنوان فروشگاهی که نماینده چند برند تولیدکننده کفش فعالیت می کند و به فضاهای مختلفی تقسیم بندی شده است که ظاهری چون یک گالری هنر مدرن را پیش چشم بیننده قرار می دهد.

مطالعه متن کامل
مورچه ها 100 میلیون سال قبل اجتماعی شدن را آغاز کرده و با هم منازعه داشتند

مورچه ها 100 میلیون سال قبل اجتماعی شدن را آغاز کرده و با هم منازعه داشتند

دانشمندان با مطالعه چند مورچه که به خوبی در کهربای برمه ای حفظ شده اند دریافتند مورچه ها غالبا بر سر غذا و سرزمین به نزاع با هم می پرداختند. البته به گفته متخصص مطالعه فسیل حشرات، مبدا این نبردها بسیار قبل از پیدایش انسان بر روی کره زمین و حداقل 99 میلیون سال قبل بوده است.

مطالعه متن کامل
فرناندو رومرو از طرح های خود برای پارک خطی جدید در مکزیکو سیتی رونمایی کرد

فرناندو رومرو از طرح های خود برای پارک خطی جدید در مکزیکو سیتی رونمایی کرد

فرناندو رومرو از طرح های خود برای پارکی خطی که قرار است در خیابان چاپولتپک، یکی از قدیمی ترین خیابان های مکزیکو سیتی ساخته شود رونمایی کرده است. بر اساس این طرح ها، قسمت های بزرگی از این خیابان دچار دگرگونی شده و مجموعه ای از محیط های ادغام شده به آن اضافه خواهد شد و فضاهای عمومی اختصاصی در قلب این هسته شهری در اختیار شهروندان قرار می گیرد.

مطالعه متن کامل
جواهرات ژنی: جواهرات فوق سفارشی جدید، دی ان ای فرد را در دل خود دارند

جواهرات ژنی: جواهرات فوق سفارشی جدید، دی ان ای فرد را در دل خود دارند

الماس، غایتِ جاودانگیِ جواهرات است اما این سوال را از خود بپرسید که منحصر به فردتر از این سنگِ باارزشِ زمینی، چه چیزی می تواند باشد؟ به گفته رابرت گرس شیمی دان سوییسی و مغز متفکر Identity Inside، پروژه جدیدی با هدف خلق جواهرات فوق سفارشی که درونشان از DNA صاحبش پر شده، در حال انجام است زیرا DNA از الماس هم یگانه تر است.

مطالعه متن کامل