HABERLER

Stanford, akciğerlerden ilham alan tasarımıyla suyu yakıta dönüştürüyor

Stanford, akciğerlerden ilham alan tasarımıyla suyu yakıta dönüştürüyor


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Stanford Üniversitesi'ndeki bilim adamları, suyu yakıta dönüştürmek için bir memelinin akciğeri gibi çalışan bir elektrokatalitik mekanizma tasarladılar. 20 Aralık'ta Joule dergisinde yayınlanan araştırmaları, mevcut temiz enerji teknolojilerinin daha verimli çalışmasına yardımcı olabilir.

İnhalasyon ve ekshalasyon eylemi çoğu organizma için o kadar otomatiktir ki basitlikle karıştırılabilir, ancak memelilerin solunum süreci aslında doğada iki yönlü gaz değişimi için en karmaşık sistemlerden biridir.

Her nefeste hava, alveol adı verilen küçük keselere ulaşana kadar akciğerlerdeki minik bronşiyollerden bir geçit gibi hareket eder. Oradan, gaz basitçe yayılmadan kan dolaşımına geçmelidir, bu da zararlı kabarcıkların oluşmasına neden olur. İçerideki su moleküllerini itip dış yüzeye çeken, bu kabarcıkların oluşmasını engelleyen ve gaz değişimini pürüzsüz hale getiren bir mikron kalınlığında zar içeren alveollerin eşsiz yapısıdır. yüksek verimli.

Baş yazar Yi Cui'nin Stanford Üniversitesi'nin Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bölümü'ndeki laboratuvarındaki bilim adamları, daha iyi elektrokatalizörler - bir elektrottaki kimyasal reaksiyonun hızını artıran malzemeler - geliştirmek için bu süreçten ilham aldılar. "Temiz enerji teknolojileri, reaktif gazın reaksiyon arayüzüne hızlı bir şekilde iletilebildiğini gösterdi, ancak gaz ürününün katalizör / elektrolit arayüzünden verimli evrimi olan ters yol, bir zorluk olmaya devam ediyor" diyor. Araştırmanın ilk yazarı Jun Li.

Ekibin mekanizması, alveolü yapısal olarak taklit ediyor ve yakıt hücreleri ve metal-hava pilleri gibi sürdürülebilir teknolojileri yönlendiren reaksiyonları geliştirmek için iki farklı işlem gerçekleştiriyor.

İlk süreç ekshalasyona benzer. Mekanizma, bir pilin anotundaki su moleküllerini oksitleyerek ve onları katotta azaltarak temiz bir yakıt olan hidrojen gazı üretmek için suyu böler. Oksijen gazı (hidrojen gazı ile birlikte), kabarcık oluşturmanın enerji maliyetleri olmadan, polietilenden yapılmış ince, hücre benzeri bir membrandan hızla üretilir ve taşınır.

İkinci süreç daha çok inhalasyona benzer ve oksijen tüketen bir reaksiyon yoluyla enerji üretir. Oksijen gazı, elektrotun yüzeyindeki katalizöre verilir, böylece elektrokimyasal reaksiyonlar sırasında bir reaktif olarak kullanılabilir.

Hala geliştirmenin ilk aşamalarında olmasına rağmen, tasarım umut verici görünüyor. Olağanüstü ince nano-polietilen membran, geleneksel karbon bazlı gaz difüzyon katmanlarından daha uzun süre hidrofobik kalır ve bu model, geleneksel tasarımlardan daha yüksek akım yoğunluğu oranları ve daha düşük aşırı potansiyel elde edebilir.

Bununla birlikte, bu akciğerden ilham alan tasarım, ticari kullanıma hazır olmadan önce iyileştirme alanına sahiptir. Nano-Polietilen Membran, polimer esaslı bir film olduğundan, 100 derecenin üzerindeki sıcaklıklara tahammül edemez, bu da uygulamalarını sınırlayabilir. Ekip, bu malzemenin, benzer şekilde ince ve daha yüksek ısıya dayanabilen hidrofobik nanogözenekli membranlarla değiştirilebileceğine inanıyor. Ayrıca, katalitik yeteneklerini tam olarak keşfetmek için diğer elektrokatalizörleri cihazın tasarımına dahil etmekle ilgileniyorlar.

Jun Li, "Solunumu taklit eden yapı, diğer birçok öncü elektrokatalizörle birleştirilebilir ve gaz-sıvı-katı trifazik elektrotun daha fazla araştırılması, kataliz için heyecan verici fırsatlar sunar" diyor.

Daha fazla bilgi: Joule, Li ve diğerleri: "Oksijen Evrimi ve Azaltımı için Solunum Taklit Elektrokataliz" https://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(18)30564-6, DOI: 10.1016 / j .joule.2018.11.015

Orijinal makale (İngilizce):


Video: BEDAVA ya Isınan ve Elektrik Üreten Villa (Mayıs Ayı 2022).