Rangle/Shutterstock Hızla ısınan dünyamızda,Enerji ihtiyaçlarımızı karşılarken atmosferden sera gazlarını çekmenin ucuz bir yolunu bulmak, gelecek yüzyıllarda Dünya'da devam eden hayatta kalmamızın anahtarı olabilir.
Ve yeni araştırmalar, karbondioksit ve hava çözeltileriyle çalışan şarj edilebilir bir pil geliştirerek bizi bir adım daha yaklaştırdı.
Geçmişte, araştırmacılar sera gazı emisyonlarını dönüştürerek bir enerji kaynağı oluşturmak için kullandılar.CO2 doğrudan yakıtaetanol gibi, kirli işleri yapmak için bitkilere olan ihtiyacı atlıyor.
Geçen yıl bir ekip tarafından farklı bir teklif yapıldı. Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı Bu, emisyonları yeraltındaki 1 veya 2 kilometre (3.000 ila 5.000 fit) kuyulara pompalamayı ve bir jeotermal güç kaynağı sağlamak için ısıtılmış suyu yüzeye zorlamayı önerdi.
Peki ya doğrudan pil üretiminde karbondioksit kullanabilseydik? Araştırmacılar bu olasılığı araştırdı geçmişte , ancak atmosferik CO2 bolluğumuzdan elektrik üretme planlarının çoğu aşırı derecede pahalıdır veya fazla akım üretmez.
Pennsylvania Eyalet Üniversitesi'nden bir ekip, yeni buluşlarının sonunda bu eğilimi desteklediğini düşünüyor.
Ekip üyesi Christopher Gorski, 'Bu çalışma, pahalı katalizör malzemeleri ve CO2'yi faydalı yakıtlara dönüştürmek için çok yüksek sıcaklıklar gerektiren mevcut teknolojilere kıyasla CO2 emisyonlarından enerji elde etmek için alternatif, daha basit bir yol sunuyor' dedi. Lisa Zyga'ya Phys.org'da anlattı .
adı verilen bir pil türüne göre Akış hücresi , yapı prensipte oldukça basittir.
Yarı gözenekli bir zarla bölünmüş iki kap düşünün. adlı bir işlemi kullanma serpme , ortam havasından gelen gaz suda çözülür ve kaplardan birine eklenir.
İkinci kap, benzer şekilde dağıtılmış bir su ve saf karbon dioksit karışımını tutar. Çözündüğünde, karbon dioksit, pozitif yüklü hidrojen iyonlarına - veya düz eski protonlara - ve bikarbonata bölünür ve çözeltinin pH'ını 7,7'ye düşürür.
Hava serpiştirilmiş çözeltinin pH'ı 9,4'ten daha yüksek olduğundan, karışımlar, yüklü parçacıkların farklı konsantrasyonlarında bir gradyan oluşturur.
Kim ve diğerleri/2017 Amerikan Kimya Derneği
Moleküllerin çoğu bölme boyunca akamaz, ancak iyonlar bir çözeltiden diğerine serbestçe hareket eder. Sonuç olarak, her bir kaptaki manganez oksit elektrotları, sırayla bir akım üreten voltaj farklılıkları yaşar.
Bir kez tükendiğinde, hücre, her elektrot üzerinden akan çözeltiyi değiştirerek basitçe yeniden şarj edilebilir. Araştırmacılar, çözümleri 50 defadan fazla değiştirebileceklerini ve yine de aynı performans seviyesini koruyabileceklerini buldular.
Ortalama olarak, akış hücresi 0,82 W/m'lik bir güç yoğunluğu ürettiiki -önceki çabalardan yaklaşık 200 kat daha yüksek. Ve kullandıkları malzemeler de nispeten daha ucuzdu.
Metrekare başına yaklaşık bir watt'ın çok büyük olmadığını belirtmeliyiz - sizinki kadar küçük bir şey. ortalama AA pil aşağı yukarı aynı miktarda güç üretebilir.
Ve diğer karışımlar kullanılarak daha iyi sonuçlar elde edilmiş olsa da, bu umut verici bir kavram kanıtı ve araştırmacılar, daha fazla ince ayar yapılmasının, inşaat maliyetine değecek kadar büyük verimler üretmesini bekliyorlar.
Fosil yakıtların yakılmasıyla üretilen gazların çorbasından yararlanmak için teknolojiyi uyarlamak, aşılması gereken bir başka engel olacaktır. Şu anda çözümler saf karbondioksite ve nispeten temiz havaya dayanıyor.
Ancak maliyetlerdeki azalmalar ve güçteki iyileştirmeler göz önüne alındığında, bunun gibi teknolojiler, potansiyel olarak üstesinden gelmemiz gereken basamak taşlarını sağlıyor. iklim değişikliği hala artan güç ihtiyacımızı beslerken.
Bu araştırma yayınlandı Çevre Bilimi ve Teknoloji Mektupları .