18 جولای 2022 – توسط شورای ملی تحقیقات علم و فناوری -تولید و استفاده از فرمت با کاتالیزور اکسید قلع دوپ شده با فلوئور برای تبدیل CO2. اعتبار: موسسه علم و فناوری کره (KIST)
دی اکسید کربن به عنوان یک منبع و انرژی هیدروژن به عنوان عملی ترین اقدامات برای تحقق بی طرفی کربن در نظر گرفته می شود. با این حال، نوآوری های تکنولوژیکی برای آن ها ضروری است تا از نظر زیست محیطی و اقتصادی امکان پذیر باشد. برای این منظور، یک تیم تحقیقاتی کره ای یک فناوری اختصاصی ایجاد کردند که هم افزایی هر دو زمینه را مهار می کند.
رئیس مؤسسه علم و فناوری کره KIST؛ سئوک جین یون گزارش داد که گروه تحقیقاتی دکتر هیونگ سوک اوه در مرکز تحقیقات انرژی پاک فناوری ای را توسعه داده است که به طور پایدار دی اکسید کربن را به ترکیبات مایع مفید تبدیل می کند (فرمت). با انجام سنتز با حجم بالا با کاتالیزورهای اکسید قلع دوپ شده با فلوئور ، اسید متانوئیک نیز نامیده می شود. فرمت یک ماده خام شیمیایی پایه است که به دلیل طعم ترش متمایز، خواص ضد باکتریایی و توانایی آن در صنایع مختلف مانند فرآوری مواد غذایی، نگهدارنده ها، مواد رنگرزی، نرم کننده ها، عوامل برف روب و بازدارنده های درمان استفاده می شود. برای کنترل PH در سال‌های اخیر، به‌عنوان ماده اولیه پلاستیک زیست تخریب‌پذیر سازگار با محیط زیست نیز در کانون توجه قرار گرفته است.
از آنجایی که اکثر فرمت ها در حال حاضر از طریق واکنش حرارتی-شیمیایی سوخت های فسیلی تولید می شوند، انتشار دی اکسید کربن در طول فرآیند تولید اجتناب ناپذیر است. در حالی که اگر دی اکسید کربن مستقیماً از طریق یک واکنش الکتروشیمیایی به فرمت تبدیل شود، می توان آن را به روشی سازگار با محیط زیست تولید کرد، لازم است عملکرد ماده الکترود که مسئول تبدیل گاز به فاز مایع است، افزایش یابد و دوام آن تضمین شود. که به الکترودها اجازه می دهد تا برای مدت طولانی پایدار عمل کنند.
تیم تحقیقاتی KIST بر این واقعیت متمرکز شد که اکسید قلع دوپ شده با فلوئور نسبت به اکسید قلع معمولی تمایل کمتری به فلز شدن و حفظ فعالیت تبدیل دی اکسید کربن کاتالیزورها دارد. محققان با استفاده از یک روش نسبتا ساده دوپینگ فلوئور در طول سنتز اکسید قلع، الکترودی ساختند که فعالیت تبدیل فرمت بالا را به شیوه ای پایدار حفظ می کند. نشان داده شد که الکترود اکسید قلع دوپ شده با فلوئور تولید شده با روش پیشنهادی دارای نرخ تولید فرمت است که چهار برابر یک الکترود اکسید قلع تجاری موجود است، و دوام آن حداقل 100 برابر بهبود یافته است، بنابراین عملکرد آن حتی در طول مدت حفظ می شود. زمان واکنش طولانی مدت بیش از یک هفته.
از طرف دیگر، فرمت یکی از امیدوارکننده‌ترین گزینه‌ها به‌عنوان حامل هیدروژن آلی مایع (LOHC) است، که یک ماده ذخیره‌سازی هیدروژن است که هیدروژن را با ماده سوم پیوند می‌دهد تا ذخیره و حمل و نقل را بدون نیاز به اتکا به ظروف تخصصی گران‌قیمت سنگین انجام دهد. . هسته فناوری LOHC ایمن سازی ترکیبات مایع شده با ظرفیت ذخیره سازی بالا برای هیدروژن و ایمنی است، حتی زمانی که در معرض عوامل خارجی قرار می گیرند. فرمت این ویژگی را دارد. با استفاده از فناوری توسعه‌یافته توسط محققان، از آنجایی که نگرانی‌های زیست‌محیطی و اقتصادی (که قبلاً به عنوان نقاط ضعف در نظر گرفته می‌شد) به طور همزمان برطرف می‌شوند، انتظار می‌رود که رقابت پذیری آن در برابر سایر مواد کاندید مانند آمونیاک مورد ارزیابی مجدد قرار گیرد.
به گفته دکتر هیونگ سوک اوه، “با توسعه الکترودهای بسیار کارآمد، ما می توانیم یک سیستم پیوسته فرمت تولید انبوه از دی اکسید کربن بسازیم.
“این نه تنها جهتی برای جذب، استفاده و ذخیره کربن (CCUS) است، بلکه نوعی فناوری با یک تیر دو نشان زدن است که مقدار زیادی فرمت ایده آل برای ذخیره هیدروژن فراهم می کند. تا حد زیادی به بی طرفی کربن در آینده با افزایش عرضه انرژی تجدیدپذیر و پیشرفت جامعه مبتنی بر هیدروژن، که این سیستم را از نظر اقتصادی امکان پذیر می کند.”
این تحقیق در Nature Communications منتشر شده است.
