ဤဆောင်းပါးကို Science X ၏ အယ်ဒီတာ့အာဘော် လုပ်ထုံးလုပ်နည်းများနှင့် မူဝါဒများနှင့်အညီ ပြန်လည်သုံးသပ်ထားပါသည်။ အယ်ဒီတာများသည် အကြောင်းအရာ၏ မှန်ကန်မှုကို သေချာစေစဉ်တွင် အောက်ပါအရည်အသွေးများကို အလေးပေးဖော်ပြထားပါသည်-
ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ် (CO2) သည် ကမ္ဘာမြေပေါ်ရှိ သက်ရှိများအတွက် မရှိမဖြစ်လိုအပ်သော အရင်းအမြစ်တစ်ခုဖြစ်သလို ကမ္ဘာကြီးပူနွေးလာမှုကို ဖြစ်စေသော ဖန်လုံအိမ်ဓာတ်ငွေ့တစ်မျိုးလည်း ဖြစ်သည်။ ယနေ့ခေတ်တွင် သိပ္ပံပညာရှင်များသည် ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်ကို ပြန်လည်ပြည့်ဖြိုးမြဲစွမ်းအင်၊ ကာဗွန်နည်းသော လောင်စာများနှင့် တန်ဖိုးမြင့် ဓာတုထုတ်ကုန်များ ထုတ်လုပ်ရန်အတွက် မျှော်လင့်ချက်ကောင်းသော အရင်းအမြစ်တစ်ခုအဖြစ် လေ့လာနေကြသည်။
သုတေသီများအတွက် စိန်ခေါ်မှုမှာ ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်ကို ကာဗွန်မိုနောက်ဆိုဒ်၊ မီသနော သို့မဟုတ် ဖော်မစ်အက်ဆစ်ကဲ့သို့သော အရည်အသွေးမြင့် ကာဗွန်အလယ်အလတ်ပစ္စည်းများအဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲရန် ထိရောက်ပြီး ကုန်ကျစရိတ်သက်သာသော နည်းလမ်းများ ရှာဖွေဖော်ထုတ်ရန်ဖြစ်သည်။
အမျိုးသားပြန်လည်ပြည့်ဖြိုးမြဲစွမ်းအင်ဓာတ်ခွဲခန်း (NREL) မှ KK Neuerlin ဦးဆောင်သော သုတေသနအဖွဲ့နှင့် Argonne အမျိုးသားဓာတ်ခွဲခန်းနှင့် Oak Ridge အမျိုးသားဓာတ်ခွဲခန်းမှ ပူးပေါင်းဆောင်ရွက်သူများသည် ဤပြဿနာအတွက် မျှော်လင့်ချက်ကောင်းသော ဖြေရှင်းချက်တစ်ခုကို ရှာဖွေတွေ့ရှိခဲ့သည်။ အဖွဲ့သည် မြင့်မားသောစွမ်းအင်ထိရောက်မှုနှင့် တာရှည်ခံမှုရှိသော ပြန်လည်ပြည့်ဖြိုးမြဲလျှပ်စစ်ဓာတ်အားကို အသုံးပြု၍ ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်မှ ဖော်မစ်အက်ဆစ်ထုတ်လုပ်ရန် ပြောင်းလဲခြင်းနည်းလမ်းကို တီထွင်ခဲ့သည်။
“ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်ကို ဖော်မစ်အက်ဆစ်အဖြစ် ထိရောက်သော လျှပ်စစ်ဓာတုဗေဒပြောင်းလဲမှုအတွက် Scalable membrane electrode assembly architecture” ဟု အမည်ပေးထားသော လေ့လာမှုတစ်ခုကို Nature Communications ဂျာနယ်တွင် ဖော်ပြခဲ့သည်။
ဖော်မစ်အက်ဆစ်သည် အထူးသဖြင့် ဓာတုဗေဒ သို့မဟုတ် ဇီဝဗေဒဆိုင်ရာ စက်မှုလုပ်ငန်းများတွင် ကုန်ကြမ်းအဖြစ် အသုံးချမှုအမျိုးမျိုးရှိသော အလားအလာရှိသော ဓာတုအလယ်အလတ်ပစ္စည်းတစ်ခုဖြစ်သည်။ ဖော်မစ်အက်ဆစ်ကို သန့်ရှင်းသော လေယာဉ်လောင်စာအဖြစ် ဇီဝပြန်လည်သန့်စင်ရန်အတွက် ကုန်ကြမ်းအဖြစ်လည်း ဖော်ထုတ်ထားသည်။
CO2 ကို လျှပ်စစ်ဓာတ်ဖြင့် ချေဖျက်ခြင်းသည် အီလက်ထရိုလိုက်တစ်ဆဲလ်သို့ လျှပ်စစ်အလားအလာတစ်ခု သက်ရောက်သောအခါ CO2 ကို ဖော်မစ်အက်ဆစ်ကဲ့သို့သော ဓာတုအလယ်အလတ်ပစ္စည်းများ သို့မဟုတ် အီသလင်းကဲ့သို့သော မော်လီကျူးများအဖြစ်သို့ လျှော့ချပေးသည်။
အီလက်ထရိုလိုက်ဇာရှိ အမြှေးပါး-အီလက်ထရုတ် စုစည်းမှု (MEA) တွင် ပုံမှန်အားဖြင့် လျှပ်စစ်ဓာတ်ကူပစ္စည်းနှင့် အိုင်းယွန်း-အီလက်ထရုတ် ပိုလီမာတို့ ပါဝင်သော အီလက်ထရုတ်နှစ်ခုကြားတွင် ကြားညှပ်ထားသော အိုင်းယွန်း-လျှပ်ကူးအမြှေးပါး (ကာရှင်း သို့မဟုတ် အန်နီယွန် လဲလှယ်အမြှေးပါး) ပါဝင်ပါသည်။
လောင်စာဆဲလ်နည်းပညာများနှင့် ဟိုက်ဒရိုဂျင်လျှပ်စစ်ဓာတ်ခွဲခြင်းဆိုင်ရာအဖွဲ့၏ကျွမ်းကျင်မှုကို အသုံးပြု၍ CO2 ၏ ဖော်မစ်အက်ဆစ်သို့ လျှပ်စစ်ဓာတုလျှော့ချမှုကို နှိုင်းယှဉ်ရန် အီလက်ထရိုလိုက်တစ်ဆဲလ်များရှိ MEA ဖွဲ့စည်းမှုအများအပြားကို လေ့လာခဲ့ကြသည်။
ဒီဇိုင်းအမျိုးမျိုး၏ ကျရှုံးမှု ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုအပေါ် အခြေခံ၍ အဖွဲ့သည် လက်ရှိပစ္စည်းအစုံများ၏ ကန့်သတ်ချက်များ၊ အထူးသဖြင့် လက်ရှိ anion exchange membranes များတွင် ion rejection မရှိခြင်းကို အသုံးချရန်နှင့် စနစ်ဒီဇိုင်းတစ်ခုလုံးကို ရိုးရှင်းစေရန် ကြိုးပမ်းခဲ့သည်။
NREL မှ KS Neierlin နှင့် Leiming Hu တို့၏ တီထွင်မှုမှာ အပေါက်ဖောက်ထားသော cation exchange membrane အသစ်ကို အသုံးပြု၍ တိုးတက်ကောင်းမွန်သော MEA electrolyzer ဖြစ်သည်။ ဤအပေါက်ဖောက်ထားသော membrane သည် တသမတ်တည်း၊ အလွန်ရွေးချယ်နိုင်သော formic acid ထုတ်လုပ်မှုကို ပေးစွမ်းပြီး အသင့်ဝယ်ယူနိုင်သော အစိတ်အပိုင်းများကို အသုံးပြုခြင်းဖြင့် ဒီဇိုင်းကို ရိုးရှင်းစေသည်။
“ဤလေ့လာမှု၏ရလဒ်များသည် ဖော်မစ်အက်ဆစ်ကဲ့သို့သော အော်ဂဲနစ်အက်ဆစ်များ၏ လျှပ်စစ်ဓာတုဗေဒဆိုင်ရာ ထုတ်လုပ်မှုတွင် ပုံစံပြောင်းလဲမှုတစ်ခုကို ကိုယ်စားပြုသည်” ဟု ပူးတွဲရေးသားသူ Neierlin က ပြောကြားခဲ့သည်။ “အပေါက်ဖောက်ထားသော အမြှေးပါးဖွဲ့စည်းပုံသည် ယခင်ဒီဇိုင်းများ၏ ရှုပ်ထွေးမှုကို လျှော့ချပေးပြီး အခြားလျှပ်စစ်ဓာတုဗေဒဆိုင်ရာ ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်ပြောင်းလဲသည့် ကိရိယာများ၏ စွမ်းအင်ထိရောက်မှုနှင့် တာရှည်ခံမှုကို မြှင့်တင်ရန်လည်း အသုံးပြုနိုင်သည်။”
မည်သည့်သိပ္ပံနည်းကျတိုးတက်မှုများကဲ့သို့ပင်၊ ကုန်ကျစရိတ်အချက်များနှင့် စီးပွားရေးဆိုင်ရာဖြစ်နိုင်ခြေကို နားလည်ရန် အရေးကြီးပါသည်။ ဌာနများတစ်လျှောက်တွင် လုပ်ဆောင်ခြင်းဖြင့် NREL သုတေသီများဖြစ်သော Zhe Huang နှင့် Tao Ling တို့သည် ပြန်လည်ပြည့်ဖြိုးမြဲလျှပ်စစ်ဓာတ်အား၏ ကုန်ကျစရိတ်သည် ကီလိုဝပ်နာရီလျှင် ၂.၃ ဆင့် သို့မဟုတ် ထို့ထက်နည်းသောအခါတွင် ယနေ့ခေတ်စက်မှုလုပ်ငန်းဆိုင်ရာ ဖော်မစ်အက်ဆစ်ထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်များနှင့် ကုန်ကျစရိတ်တန်းတူညီမျှမှုရရှိရန် နည်းလမ်းများကို ဖော်ထုတ်သည့် နည်းပညာ-စီးပွားရေး ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုကို တင်ပြခဲ့ကြသည်။
“အဖွဲ့သည် စီးပွားဖြစ်ရရှိနိုင်သော ဓာတ်ကူပစ္စည်းများနှင့် ပိုလီမာအမြှေးပါးပစ္စည်းများကို အသုံးပြု၍ ဤရလဒ်များကို ရရှိခဲ့ပြီး၊ ခေတ်မီလောင်စာဆဲလ်များနှင့် ဟိုက်ဒရိုဂျင်လျှပ်စစ်ဓာတ်ခွဲစက်ရုံများ၏ တိုးချဲ့နိုင်စွမ်းကို အခွင့်ကောင်းယူသည့် MEA ဒီဇိုင်းတစ်ခုကို ဖန်တီးခဲ့သည်” ဟု Neierlin က ပြောကြားခဲ့သည်။
"ဤသုတေသန၏ရလဒ်များသည် ပြန်လည်ပြည့်ဖြိုးမြဲလျှပ်စစ်နှင့် ဟိုက်ဒရိုဂျင်ကို အသုံးပြု၍ ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်ကို လောင်စာနှင့် ဓာတုပစ္စည်းများအဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲရန် ကူညီပေးနိုင်ပြီး တိုးချဲ့မှုနှင့် စီးပွားဖြစ်အသုံးပြုမှုသို့ ကူးပြောင်းမှုကို အရှိန်မြှင့်တင်ပေးနိုင်ပါသည်။"
လျှပ်စစ်ဓာတုဗေဒဆိုင်ရာ ပြောင်းလဲမှုနည်းပညာများသည် NREL ၏ အီလက်ထရွန်မှ မော်လီကျူးသို့ ပြောင်းလဲခြင်းအစီအစဉ်၏ အဓိကအစိတ်အပိုင်းတစ်ခုဖြစ်ပြီး လျှပ်စစ်ဖြင့်မောင်းနှင်သော လုပ်ငန်းစဉ်များအတွက် နောက်မျိုးဆက် ပြန်လည်ပြည့်ဖြိုးမြဲဟိုက်ဒရိုဂျင်၊ သုညလောင်စာများ၊ ဓာတုပစ္စည်းများနှင့် ပစ္စည်းများကို အာရုံစိုက်သည်။
“ကျွန်ုပ်တို့ရဲ့အစီအစဉ်ဟာ ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်နဲ့ ရေလိုမျိုး မော်လီကျူးတွေကို စွမ်းအင်အရင်းအမြစ်တွေအဖြစ် ဆောင်ရွက်နိုင်တဲ့ ဒြပ်ပေါင်းတွေအဖြစ် ပြောင်းလဲဖို့အတွက် ပြန်လည်ပြည့်ဖြိုးမြဲလျှပ်စစ်ဓာတ်အားကို အသုံးပြုနိုင်မယ့် နည်းလမ်းတွေကို စူးစမ်းလေ့လာနေပါတယ်” လို့ NREL ရဲ့ လောင်စာထုတ်လုပ်မှုအတွက် အီလက်ထရွန်လွှဲပြောင်းမှုနဲ့/သို့မဟုတ် ရှေ့ပြေးနိမိတ်ဗျူဟာ သို့မဟုတ် ဓာတုပစ္စည်းတွေရဲ့ ဒါရိုက်တာ Randy Cortright က ပြောပါတယ်။
“ဤလျှပ်စစ်ဓာတုဗေဒဆိုင်ရာပြောင်းလဲမှုသုတေသနသည် လျှပ်စစ်ဓာတုဗေဒဆိုင်ရာပြောင်းလဲမှုလုပ်ငန်းစဉ်အမျိုးမျိုးတွင် အသုံးပြုနိုင်သည့် တိုးတက်မှုတစ်ခုကို ပေးစွမ်းပြီး ဤအဖွဲ့မှ ပိုမိုအလားအလာကောင်းသောရလဒ်များကို ကျွန်ုပ်တို့ မျှော်လင့်ပါသည်။”
နောက်ထပ်အချက်အလက်များ- Leiming Hu et al., Scalable membrane electrode assembly architecture for efficient electrochemical conversion of CO2 to formic acid, Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-43409-6.
စာရိုက်အမှား၊ မမှန်ကန်မှု သို့မဟုတ် ဤစာမျက်နှာရှိ အကြောင်းအရာများကို တည်းဖြတ်ရန် တောင်းဆိုချက်တင်သွင်းလိုပါက ဤပုံစံကို အသုံးပြုပါ။ အထွေထွေမေးခွန်းများအတွက် ကျွန်ုပ်တို့၏ ဆက်သွယ်ရန်ပုံစံကို အသုံးပြုပါ။ အထွေထွေတုံ့ပြန်ချက်အတွက် အောက်ဖော်ပြပါ အများပြည်သူ့မှတ်ချက်ကဏ္ဍကို အသုံးပြုပါ (ညွှန်ကြားချက်များကို လိုက်နာပါ)။
သင့်ရဲ့တုံ့ပြန်ချက်က ကျွန်ုပ်တို့အတွက် အရမ်းအရေးကြီးပါတယ်။ ဒါပေမယ့် မက်ဆေ့ချ်တွေ အများကြီးပို့နေလို့ စိတ်ကြိုက်တုံ့ပြန်ပေးမယ်လို့ အာမမခံနိုင်ပါဘူး။
သင့်အီးမေးလ်လိပ်စာကို အီးမေးလ်ပို့သူကို အသိပေးရန်သာ အသုံးပြုပါသည်။ သင့်လိပ်စာ သို့မဟုတ် လက်ခံသူ၏လိပ်စာကို အခြားရည်ရွယ်ချက်အတွက် အသုံးပြုမည်မဟုတ်ပါ။ သင်ထည့်သွင်းသော အချက်အလက်များသည် သင့်အီးမေးလ်တွင် ပေါ်လာမည်ဖြစ်ပြီး Tech Xplore မှ မည်သည့်ပုံစံဖြင့်မျှ သိမ်းဆည်းမည်မဟုတ်ပါ။
ဤဝဘ်ဆိုက်သည် လမ်းညွှန်မှုကို လွယ်ကူချောမွေ့စေရန်၊ ကျွန်ုပ်တို့၏ဝန်ဆောင်မှုများကို သင်အသုံးပြုပုံကို ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာရန်၊ ကြော်ငြာစိတ်ကြိုက်ပြင်ဆင်မှုဒေတာများကို စုဆောင်းရန်နှင့် ပြင်ပအဖွဲ့အစည်းများထံမှ အကြောင်းအရာများကို ပံ့ပိုးပေးရန်အတွက် ကွတ်ကီးများကို အသုံးပြုပါသည်။ ကျွန်ုပ်တို့၏ဝဘ်ဆိုက်ကို အသုံးပြုခြင်းဖြင့်၊ ကျွန်ုပ်တို့၏ ကိုယ်ရေးကိုယ်တာမူဝါဒနှင့် အသုံးပြုမှုစည်းမျဉ်းများကို သင်ဖတ်ရှုပြီး နားလည်ကြောင်း အသိအမှတ်ပြုပါသည်။