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
استفاده از سلول های ایمنی در مبارزه با چاقی

استفاده از سلول های ایمنی در مبارزه با چاقی

هرچند که در پیش گرفتن سبک زندگی سالم و برخورداری از "ژن های خوب" می تواند در جلوگیری از چاقی نقش داشته باشد اما بنابر نتایج مطالعه ای که به تازگی در ژورنالImmunity به چاپ رسیده است، جنبه های خاصی از سیستم ایمنی نیز می تواند نقش مهمی در این میان بازی کند.

مطالعه متن کامل
با عکس گرفتن از معادله ریاضی آن را حل کنید

با عکس گرفتن از معادله ریاضی آن را حل کنید

آیا کارهای مهمتری از رفتن به کلاس های ریاضی داشته اید؟ آیا در امتحان عالی بودید اما پس از مدتی همه آنها را فراموش کرده اید؟ اکنون اپلیکیشن حل ریاضیات جدیدی را به شما معرفی می کنیم که به عنوان هوشمندترین دوربین محاسبه گر شناخته می شود.

مطالعه متن کامل
چطور مطمئن شویم که مشتریان در مورد برند ما راست می گویند؟

چطور مطمئن شویم که مشتریان در مورد برند ما راست می گویند؟

دانشکده کسب و کار دانشگاه برکلی کالیفرنیا: "بازاریابان تمایل دارند تا به درون ذهن مشتریان راه یابند و در حال حاضر این موضوع ممکن شده است." محققین دانشگاه برکلی کالیفرنیا با استفاده از تصویربرداری تشدید مغناطیسی عملکردی (fMRI) می توانند بفهمند که آیا نظر افراد نسبت به یک برند با آنچه که واقعاً در مورد آن برند فکر می کنند یکی است یا خیر؟

مطالعه متن کامل
محاسبه قدرت فک های استگوزاروس

محاسبه قدرت فک های استگوزاروس

استگوزاروس یکی از متمایزترین دایناسور های زره دار بود.این جانور در امتداد پشتش دو ردیف ورقه داشت. این ورقه ها یا پوشیده از شاخ بودند و برای دفاع استفاده می شدند و یا رویشان پوست بود و جانور را گرم نگه می داشتند؛ هنوز معلوم نیست کدام نظریه درست است.

مطالعه متن کامل
گریپرهای دست مانند رباتی کوچک، بعد از انجام ماموریت خود، در بدن حل می شود

گریپرهای دست مانند رباتی کوچک، بعد از انجام ماموریت خود، در بدن حل می شود

گریپرهای رباتی می توانند بیوپسی انجام داده و دارو را به مقاصد مورد نظر در بدن که سابق بر این غیرقابل دسترس بود حمل نمایند. به لطف تلاش هایی که توسط دانشمندان شاغل در دانشگاه جان هاپکینز صورت گرفته است، اکنون یک گام دیگر به خلق انواع بازوهای رباتیک نرم و انعطاف پذیر نزدیک شده ایم. این بازوها می توانند بدون هیچ گونه عوارض جانبی، بعد از انجام ماموریت های جراحی خود یا تحویل دادن دارو در بدن، حل شوند. دانشمندان مذکور میکروگریپرهایی با قابلیت تجزیه در عرض یک دقیقه را با اضافه سازی پلیمرهای محکم ساخته اند که حاوی ریزذرات مغناطیسی تا هیدروژل های نرم می شوند، به این ترتیب، امکان هدایت مغناطیسی میکرو گریپرهای یادشده به نقاط مدنظر در بدن وجود دارد.

مطالعه متن کامل