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
معرفی Lexus ES 2016

معرفی Lexus ES 2016

لکسوس ES ارتقا یافته مدل 2016 برای عرضه در نمایشگاه اتومبیل شانگهای معرفی شد.

مطالعه متن کامل
نکته سلامتی: ورزشکاران در معرض ابتلا به مشکلات پوستی هستند

نکته سلامتی: ورزشکاران در معرض ابتلا به مشکلات پوستی هستند

ورزشکاران مستعد ابتلا به بیماری های پوستی نظیر عفونت ها هستند. برای اینکه به بیماری های پوستی مبتلا نشوید توصیه های کوی دانش را در نظر داشته باشید...

مطالعه متن کامل
چرا انسان ها دارای چانه هستند؟!

چرا انسان ها دارای چانه هستند؟!

در اغلب قصه های کودکانه یک زن جادوگر حضور دارد که با چانه نوک تیز دراز و ناخن های بلندِ قلاب شکل، سواربرجاروی جادویی خود، شخصیت محبوب داستان را آزار داده ولی عاقبت شکست می خورد. چرا همیشه صورت هایی با چانه های خیلی تیز، چهره افراد بدجنس را به ذهن ما القاء می کنند؟ اصولاً دلیل وجود چانه چیست؟ آیا در حمایت از آرواره ها در زمان جویدن نقش دارد؟ این مطالعه به منظور کشف این "دلیل" انجام شده است.

مطالعه متن کامل
نانوپروب های تغییر شکل دهنده می توانند شرایط داخلی بدن را با استفاده از میدان های مغناطیسی گزارش دهند

نانوپروب های تغییر شکل دهنده می توانند شرایط داخلی بدن را با استفاده از میدان های مغناطیسی گزارش دهند

دانشمندان در موسسه ملی استاندارد و فناوری (NIST) و موسسه های ملی سلامت (NIH) موفق به توسعه نوعی نانوپروب تغییر شکل دهنده شده اند که می تواند بررسی زیستی از راه دور با رزولوشن بالا را انجام دهد که با فناوری کنونی امکان پذیر نیست. این نانوپروب ها که اندازه ای حدود یک دهم یک سلول قرمز خونی را دارند، به نحوی طراحی شده اند تا با تغییر دادن میدان های مغناطیسی در واکنش به وضعیت محیط اطراف، در مورد شرایط داخلی بدن بازخورد بدهند. بنابر پیش بینی محققان کاربردهای این نانوپروب ها بسیار گسترده خواهد بود و زمینه هایی چون شیمی، زیست شناسی، مهندسی و حتی روزی پزشکی را هم در خواهد گرفت تا پزشکان در تشخیص های بالینی نیازمند دقت بالا از این فناوری بهره ببرند.

مطالعه متن کامل
چگونه استرس، خود کنترلی افراد را کاهش می دهد؟

چگونه استرس، خود کنترلی افراد را کاهش می دهد؟

پس از یک جلسه صبحگاهیِ چالش برانگیز یا برخورد با یک مشتری ناراحت احتمالاً موقع ناهار غذای بیشتری خواهید خورد. در این مطالعه که نتایج آن در نشریه Neuron به چاپ رسیده است محققین به منظور بررسی اینکه به هنگام مواجهه با یک انتخاب، چگونه استرس با تغییر مغز، خود کنترلی را کاهش می دهد گزینه های غذایی مشابهی برای مشارکت کنندگان در این تحقیق در نظر گرفتند و البته به نتایج جالبی رسیدند.

مطالعه متن کامل