ይህ ጽሑፍ በሳይንስ ኤክስ የአርትዖት ሂደቶችና ፖሊሲዎች መሠረት ተገምግሟል። አዘጋጆቹ የይዘቱን ትክክለኛነት በማረጋገጥ የሚከተሉትን ባሕርያት አፅንዖት ሰጥተዋል፡
ካርቦን ዳይኦክሳይድ (CO2) በምድር ላይ ለሚኖር ሕይወት አስፈላጊ ምንጭ እና ለዓለም ሙቀት መጨመር አስተዋጽኦ የሚያደርግ የግሪንሀውስ ጋዝ ነው። ዛሬ ሳይንቲስቶች ካርቦን ዳይኦክሳይድን ታዳሽ፣ ዝቅተኛ የካርቦን ነዳጆችን እና ከፍተኛ ዋጋ ያላቸውን የኬሚካል ምርቶችን ለማምረት ተስፋ ሰጪ ግብዓት አድርገው እያጠኑ ነው።
ለተመራማሪዎች የሚገጥማቸው ፈተና ካርቦን ዳይኦክሳይድን ወደ ከፍተኛ ጥራት ያላቸው የካርቦን መካከለኛ ንጥረ ነገሮች ለመቀየር ውጤታማ እና ወጪ ቆጣቢ መንገዶችን መለየት ነው።
በብሔራዊ የታዳሽ ኃይል ላቦራቶሪ (NREL) አባል በሆኑት ኬኬ ኑዌርሊን እና በአርጎን ብሔራዊ ላቦራቶሪ እና በኦክ ሪጅ ብሔራዊ ላቦራቶሪ ተባባሪዎች የሚመራ የምርምር ቡድን ለዚህ ችግር ተስፋ ሰጪ መፍትሄ አግኝቷል። ቡድኑ ከፍተኛ የኃይል ቆጣቢነት እና ዘላቂነት ባለው ታዳሽ ኤሌክትሪክ በመጠቀም ከካርቦን ዳይኦክሳይድ ፎርሚክ አሲድ ለማምረት የሚያስችል የልወጣ ዘዴ አዘጋጅቷል።
“የካርቦን ዳይኦክሳይድን ወደ ፎርሚክ አሲድ ውጤታማ በሆነ መንገድ ለመለወጥ የሚያስችል የሚለካ ሽፋን ያለው ኤሌክትሮድ አሴንቸር” በሚል ርዕስ የተደረገው ጥናት ኔቸር ኮሙኒኬሽንስ በተሰኘው መጽሔት ላይ ታትሟል።
ፎርሚክ አሲድ በተለይም በኬሚካል ወይም ባዮሎጂካል ኢንዱስትሪዎች ውስጥ እንደ ጥሬ እቃ ሆኖ በተለያዩ አፕሊኬሽኖች ሊተገበር የሚችል የኬሚካል መካከለኛ ነው። ፎርሚክ አሲድ ባዮሬፊን ወደ ንፁህ የአቪዬሽን ነዳጅ ለመቀየር እንደ መኖ ክምችት ተለይቷል።
የCO2 ኤሌክትሮላይሲስ የኤሌክትሪክ አቅም በኤሌክትሮላይቲክ ሴል ላይ ሲተገበር እንደ ፎርሚክ አሲድ ወይም እንደ ኤቲሊን ላሉ ሞለኪውሎች ያሉ የኬሚካል መካከለኛ ንጥረ ነገሮችን CO2 እንዲቀንስ ያደርጋል።
በኤሌክትሮላይዘር ውስጥ ያለው የሜምብሬን-ኤሌክትሮድ ስብሰባ (MEA) በተለምዶ ኤሌክትሮካታሊስት እና አዮን-ኮንዳክተር ፖሊመር ባካተቱ ሁለት ኤሌክትሮዶች መካከል የተጣበቀ የአዮን-ኮንዳክተር ሽፋን (ኬሽን ወይም አኒዮን ልውውጥ ሽፋን) ያካትታል።
የቡድኑ በነዳጅ ሴል ቴክኖሎጂዎች እና በሃይድሮጂን ኤሌክትሮላይሲስ ያለውን እውቀት በመጠቀም፣ የካርቦን ዳይኦክሳይድ (CO2) ኤሌክትሮኬሚካል ቅነሳን ከፎርሚክ አሲድ ጋር ለማነፃፀር በኤሌክትሮላይቲክ ሴሎች ውስጥ በርካታ የMEA ውቅሮችን አጥንተዋል።
ቡድኑ የተለያዩ ዲዛይኖችን በመተንተን ላይ በመመስረት፣ አሁን ያሉትን የቁሳቁስ ስብስቦች ውስንነቶች፣ በተለይም በአሁኑ የአኒዮን ልውውጥ ሽፋኖች ውስጥ የአዮን አለመቀበል አለመኖርን ለመጠቀም እና አጠቃላይ የስርዓት ዲዛይኑን ለማቃለል ሞክሯል።
የኬኤስ ኔየርሊን እና የNREL ሌይሚንግ ሁ ፈጠራ አዲስ የተቦረቦረ የኬሽን ልውውጥ ሽፋን በመጠቀም የተሻሻለ የMEA ኤሌክትሮላይዘር ነበር። ይህ የተቦረቦረ ሽፋን ወጥ የሆነ፣ በጣም የተመረጠ የፎርሚክ አሲድ ምርትን ይሰጣል እና ከመደርደሪያ ውጭ ያሉ ክፍሎችን በመጠቀም ዲዛይኑን ቀላል ያደርገዋል።
“የዚህ ጥናት ውጤቶች እንደ ፎርሚክ አሲድ ያሉ ኦርጋኒክ አሲዶችን በኤሌክትሮኬሚካል ምርት ውስጥ ያለውን የፓራዲየም ለውጥ ያመለክታሉ” ሲሉ ተባባሪ ደራሲ ኔየርሊን ተናግረዋል። “የተበሳጨው የሽፋን መዋቅር ቀደም ሲል የነበሩትን ዲዛይኖች ውስብስብነት ይቀንሳል እንዲሁም የሌሎች ኤሌክትሮኬሚካል ካርቦን ዳይኦክሳይድ ልወጣ መሳሪያዎችን የኃይል ቆጣቢነት እና ዘላቂነት ለማሻሻል ሊያገለግል ይችላል።”
እንደማንኛውም ሳይንሳዊ ግኝት፣ የወጪ ሁኔታዎችን እና ኢኮኖሚያዊ አዋጭነትን መረዳት አስፈላጊ ነው። በተለያዩ ክፍሎች ውስጥ ሲሰሩ፣ የNREL ተመራማሪዎች ዜ ሁዋንግ እና ታኦ ሊንግ የታዳሽ ኤሌክትሪክ ዋጋ በአንድ ኪሎዋት-ሰዓት 2.3 ሳንቲም ወይም ከዚያ በታች በሚሆንበት ጊዜ ከዛሬው የኢንዱስትሪ ፎርሚክ አሲድ ምርት ሂደቶች ጋር የወጪ እኩልነትን ለማሳካት መንገዶችን የሚለይ የቴክኖሎጂ-ኢኮኖሚ ትንተና አቅርበዋል።
“ቡድኑ እነዚህን ውጤቶች ያገኘው በገበያ ላይ የሚገኙ ማነቃቂያዎችን እና የፖሊመር ሽፋን ቁሳቁሶችን በመጠቀም ሲሆን፣ የዘመናዊ የነዳጅ ሴሎችን እና የሃይድሮጂን ኤሌክትሮላይዝስ ፋብሪካዎችን የመጠን አቅም የሚጠቀም የMEA ዲዛይን በመፍጠር ነው” ሲሉ ኔየርሊን ተናግረዋል።
"የዚህ ጥናት ውጤት ታዳሽ የኤሌክትሪክ ኃይል እና ሃይድሮጂንን በመጠቀም ካርቦን ዳይኦክሳይድን ወደ ነዳጅ እና ኬሚካሎች ለመቀየር ይረዳል፣ ይህም ወደ መስፋፋት እና ወደ ንግድ ሽግግር የሚደረገውን ሽግግር ያፋጥናል።"
የኤሌክትሮኬሚካል ልወጣ ቴክኖሎጂዎች የNREL ኤሌክትሮኖች ወደ ሞለኪውሎች ፕሮግራም ዋና አካል ሲሆኑ፣ ይህም በሚቀጥለው ትውልድ ታዳሽ ሃይድሮጂን፣ ዜሮ ነዳጆች፣ ኬሚካሎች እና በኤሌክትሪክ ለሚንቀሳቀሱ ሂደቶች ቁሳቁሶች ላይ ያተኩራል።
“ፕሮግራማችን እንደ ካርቦን ዳይኦክሳይድ እና ውሃ ያሉ ሞለኪውሎችን ወደ የኃይል ምንጮች ሊያገለግሉ ወደሚችሉ ውህዶች ለመቀየር ታዳሽ የኤሌክትሪክ ኃይልን እንዴት መጠቀም እንደሚቻል እየመረመረ ነው” ሲሉ የNREL የኤሌክትሮን ዝውውር እና/ወይም የነዳጅ ምርት ቀዳሚ ስትራቴጂ ወይም ኬሚካሎች ዳይሬክተር ራንዲ ኮርትራይት ተናግረዋል።
"ይህ የኤሌክትሮኬሚካል ልወጣ ጥናት በተለያዩ የኤሌክትሮኬሚካል ልወጣ ሂደቶች ውስጥ ጥቅም ላይ ሊውል የሚችል ግኝትን ይሰጣል፣ እናም ከዚህ ቡድን የበለጠ ተስፋ ሰጪ ውጤቶችን በጉጉት እንጠብቃለን።"
ተጨማሪ መረጃ፡ ሌይሚንግ ሁ እና ሌሎችም፣ የካርቦን ዳይኦክሳይድን ወደ ፎርሚክ አሲድ ውጤታማ በሆነ መንገድ ለመለወጥ የሚያስችል የሚለካ ሽፋን ያለው ኤሌክትሮድ አሴንቸር አርክቴክቸር፣ ኔቸር ኮሙኒኬሽንስ (2023)። DOI: 10.1038/s41467-023-43409-6
የስህተት ስህተት፣ የተሳሳተ መረጃ ካጋጠመዎት ወይም በዚህ ገጽ ላይ ይዘትን ለማርትዕ ጥያቄ ማቅረብ ከፈለጉ፣ እባክዎ ይህንን ቅጽ ይጠቀሙ። ለአጠቃላይ ጥያቄዎች፣ እባክዎን የእውቂያ ቅጻችንን ይጠቀሙ። ለአጠቃላይ ግብረመልስ፣ ከታች ያለውን የህዝብ አስተያየቶች ክፍል ይጠቀሙ (መመሪያዎቹን ይከተሉ)።
የእርስዎ ግብረመልስ ለእኛ በጣም አስፈላጊ ነው። ሆኖም፣ ከፍተኛ መጠን ያላቸው መልዕክቶች በመኖራቸው፣ ለግል የተበጀ ምላሽ እንደሚሰጥ ዋስትና መስጠት አንችልም።
የኢሜይል አድራሻዎ ኢሜይሉን የላኩትን ተቀባዮች ለማሳወቅ ብቻ የሚያገለግል ነው። አድራሻዎም ሆነ የተቀባዩ አድራሻ ለሌላ ዓላማ ጥቅም ላይ አይውሉም። የሚያስገቡት መረጃ በኢሜልዎ ውስጥ ይታያል እና በቴክ ኤክስፕሎር በምንም መልኩ አይቀመጥም።
ይህ ድህረ ገጽ አሰሳ ለማመቻቸት፣ የአገልግሎቶቻችንን አጠቃቀም ለመተንተን፣ የማስታወቂያ ግላዊነት ማላበሻ መረጃዎችን ለመሰብሰብ እና ከሶስተኛ ወገኖች ይዘት ለማቅረብ ኩኪዎችን ይጠቀማል። ድህረ ገጻችንን በመጠቀም፣ የግላዊነት መመሪያችንን እና የአጠቃቀም ውላችንን እንዳነበቡ እና እንደተረዱ እውቅና ይሰጣሉ።