Um grupo de pesquisadores da Rice University descobriu um método incrivelmente simples para melhorar a durabilidade de dispositivos químicos eletrônicos que converteram dióxido de carbono em combustíveis e produtos químicos úteis e não há nada além de enviar CO nele2 Através de uma bolha ácida.
Seu estudo publicado em ciência acrescenta um grande obstáculo ao desempenho e estabilidade do CO2 Redução: o acúmulo de sal que mantém os canais de fluxo de gás, reduz a eficiência e falha nos dispositivos prematuramente. Usando uma técnica, eles dizem carvões hidificados com ácido2Os pesquisadores haviam aumentado a vida operacional de um co -co2 O sistema de diminuição exibe mais de 50 scht, mais de 4.500 horas em um marco de reator de expansão para o campo.
Produtos químicos eletrônicos2 Diminuir, ou2RR, uma tecnologia verde emergente que usa eletricidade idealmente para converter em coca-cola consumida pelo clima2 Em produtos valiosos, como monóxido de carbono, etileno ou álcool. Esses produtos podem ser refinados ainda mais em combustível ou utilizados em processos industriais, possíveis, possíveis para transformar um grande contaminor em um feedista.
No entanto, a implementação prática se tornou uma barreira para a estabilidade do sistema fraco. Um problema sem fim é a transmissão de sal de bicarbonato de potássio nos canais de fluxo de gás, que ocorrem quando os íons de potássio são transferidos para a zona de reação do cátodo da troca aniônica para o anoleita e combinados com CO2 Sob condições de pH alto.
“As chuvas de sal é o bloqueio KO2 Os eletrodos de expansão de gases de transporte e gás, o que leva à falha do desempenho “, autores de pesquisas e produtos químicos e engenharia biomolular, ciência do material e nanoinizante e química Professor Associado por arroz Huttian Wang disse:” Isso geralmente acontece dentro de algumas centenas de horas, o que está longe do funcionamento comercial. “
Para lutar contra, a equipe de arroz tentou uma reviravolta elegante de maneira padrão. Em vez de usar água para úmido o CO2 Entradas no reator, elas borbulham o gás através da solução ácida, como ácido clorídrico, formal ou acético.
O vapor do ácido é transportado para a câmara de resposta do cátodo na quantidade de traços, simplesmente o suficiente para alterar a química local. Como o sal formado com esses ácidos é muito mais solúvel que o bicarbonato de potássio, eles fornecem cristais nos canais e não bloqueiam.
A influência foi dramática. Em testes usando o Catalisador de Prata – um critério comum para co -conversão2 O sistema de monóxido de carbono foi operado em um dispositivo em escala de laboratório por mais de 2.000 horas e para 100 eletrolizador de expansão de centro quadrado por mais de 4.500 horas. Por outro2 Falhou após cerca de 80 horas devido à criação de sal.
É importante ressaltar que o método ácido humidnidizado mostrou-se eficaz em vários tipos de catalisadores, incluindo óxido de zinco, óxido de cobre e óxido de bismuto, todos usados para atingir diferentes CO2Produtos RR. Os pesquisadores também provaram que o procedimento pode ser medido sem comprometer o desempenho com o desempenho do tamanho maior e evitar o bloqueio de sal durante o período prolongado.
Eles observam a corrosão ou dano mínimo das membranas sensíveis de troca de ânions ao cloreto, mantendo a densidade ácida baixa. O procedimento também foi comumente mostrado como compatível com as membranas e materiais utilizados, fortalecendo a possibilidade de integrar o sistema existente.
Para monitorar a estrutura do sal em tempo real, a equipe usou um forno personalizado com placas de fluxo transparentes. Sob a umidade da água convencional, os cristais de sal começam a se formar dentro de 48 horas. Incluindo o KO com ácido-calmo2No entanto, nenhum cristal significativo foi observado após algumas centenas de horas e qualquer pequeno depósito foi finalmente dissolvido e levado para fora do sistema.
“Usando o método tradicional de Altitrald de KO com água2 Os fluxos de gás catódicos podem levar à formação de sal nos canais, “o arroz é o primeiro autor do co -autor de produtos químicos e engenharia biomolcular do Post -Cortoral Research.3 No sal com maior soluidade, transfere assim o equilíbrio de solúvel suficiente para evitar entupimento sem afetar o desempenho do catalisador. “
O trabalho abre a porta para o mais durável, o Ko Skellable2 Como parte dos eletrolisadores, captura de carbono e técnicas de uso, a tecnologia é implantada em escalas industriais uma necessidade crítica. A simplicidade do único pequeno tweet envolvido nas configurações de umidade existentes, o que significa que ele pode ser aceito sem um design significativo do Redisk ou um custo associado.
“Este é um diretor procurando por Ko –2 Análise elétrica, “Ahmad Elgazar, co-autor e pós-graduação da engenharia química e biomólica em arroz, disse”. Nosso método adiciona uma solução curta e de vida a implementável. Este é um passo para tornar as tecnologias de utilização de carbono mais eficazes comercialmente e mais sustentáveis. “
Este trabalho foi apoiado pela Fundação Robert A Welch, Rice, National Science Foundation e David e Lucil Packard Foundation.
