science >> Wetenschap >  >> Chemie

De duikklokspin nabootsen om de omzetting van koolstof in brandstoffen te verbeteren

CO2-reductie als bron van duurzame brandstof en kennismaking met het plastron-effect. een, De opwekking van hernieuwbare brandstof door CO2-reductie en H2O-oxidatie. B, De kinetische versus thermodynamische vereiste van verschillende CO2-reductiereacties. De uitgezette waarden zijn gebaseerd op de reactievergelijking boven de grafiek, stoichiometrisch gemaakt volgens de productsamenstelling. C, NS, Het plastron-effect:het gebruik van een hydrofoob oppervlak om een ​​laag gas op te vangen tussen het grensvlak van oplossing en vaste stof. Dit wordt geïllustreerd op een duikklokspin voor subaquatische ademhaling in c en op een hydrofoob dendritisch Cu-oppervlak voor waterige CO2-reductie in d. De foto van de duikklokspin is een bewerking van Seymour en Hetz met toestemming van The Company of Biologists. Credit: Natuurmaterialen (2019). DOI:10.1038/s41563-019-0445-x

Een team van onderzoekers verbonden aan verschillende instellingen in Frankrijk heeft een manier gevonden om de omzetting van CO . te verbeteren 2 in brandstoffen door het gedrag van de duikklokspin na te bootsen. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Natuurmaterialen , de groep beschrijft het gebruik van opgevangen luchtbellen om de omzettingsefficiëntie van koolstofdioxide in bruikbare brandstoffen te verbeteren.

Huidige elektrochemische processen die CO . omzetten 2 in koolwaterstoffen gebruikt meestal koper als elektrokatalysator - het is over het algemeen bedekt met elektroden en ondergedompeld in een vloeistof die koolstofdioxide bevat. Het toepassen van elektriciteit zet het reductieproces in gang dat de CO . omzet 2 in methaan, ethanol, ethyleen en koolstofdioxide. Helaas, dergelijke processen produceren ook waterstofgas, wat de efficiëntie van het proces vermindert. Pogingen om het proces te verbeteren, omvatten het vormen van de elektroden tot nanostructuren of door het koper met andere materialen te doteren. Maar tot nu toe, dergelijke inspanningen hebben niet geleid tot adequate efficiëntieverbeteringen. In deze nieuwe poging de onderzoekers keken voor inspiratie naar de duikspreukspin.

Duikklokspinnen kunnen onder water zwemmen omdat ze sterk hydrofobe haren op hun onderbuik hebben die het mogelijk maken om een ​​luchtbel te vangen, waarmee de spin onder water ademt. De onderzoekers dachten dat als het koper in een CO 2 conversieproces deed ongeveer hetzelfde, meer koolstofdioxide zou worden blootgesteld aan het koper tijdens de conversie, efficiëntie verbeteren. Daartoe, ze smeedden een stuk koper met kleine, boomachtige vormen op het oppervlak en bedekt met een hydrofoob materiaal. Toen het koper werd ondergedompeld in een CO 2 -bevattende oplossing, bellen gevormd op het oppervlak van het koper. En toen elektriciteit werd toegepast, het conversieproces verliep zoals gewoonlijk, met één groot verschil. Het proces was veel efficiënter.

De onderzoekers melden dat de efficiëntie van de omzetting ongeveer 56 en 17 procent was voor ethyleen en ethanol, vergeleken met 9 en 4 procent in conventionele systemen. Ook, waterstofproductie werd gemeten op 10 procent, vergeleken met 71 procent voor traditionele systemen. De onderzoekers merken op dat er meer werk nodig is, echter, omdat het proces meer elektriciteit vereist dan conventionele systemen.

© 2019 Wetenschap X Netwerk




Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. De functies van de linker temporale kwab
  2. Hoe werkt een DP-cel?
  3. Er wordt een verrassende nieuwe vlindervis beschreven uit de Filippijnse schemerzone en tentoonstelling
  4. Is Algae een Decomposer, Scavenger of Producer?
  5. Hoe een 3D-model van het ademhalingssysteem te maken
  6. Somatische en genetische schade veroorzaakt door straling
  7. Hoe toxoplasmose immuuncellen uitbuit om de hersenen te bereiken?
  8. Spanje meldt geval van gekkekoeienziekte
  9. Zijn gelukkige mensen gezonder?

Wetenschap