Un equipo de investigadores de la Universidad de Rice ha descubierto la manera increíblemente fácil de mejorar la estabilidad de los dispositivos electroquímicos que convierten el dióxido de carbono en combustibles y productos químicos útiles, y nada más que compartir.2 A través de un burbujeador ácido.
Su estudio publicado en Science resuelve un gran obstáculo para el desempeño y la estabilidad de los socios.2 Sistema de deficiencia: construcción de sal que previene los canales de flujo de gas, reduce la eficiencia y hace que los dispositivos fallaran prematuramente. Usando una técnica que llaman hemida ácida2Los investigadores extendieron la vida operativa de un socio2 El sistema de reducción es más de 50 veces, con un reactor de escala que muestra más de 4,500 horas de operación estable, un hito para este campo.
Socio electroquímico2 Reducción, o co -co -operative2RR, una tecnología verde emergente que utiliza electricidad de fuentes renovables para reemplazar al socio de calentamiento climático.2 En productos valiosos como monóxido de carbono, etilina o alcohol. Estos productos pueden mejorarse aún más en combustible o usarse en procesos industriales, lo que puede convertir una contaminación importante en el stock de alimentación.
Sin embargo, debido a la pobre estabilidad del sistema, la implementación práctica se ha obstaculizado. Un problema permanente es la acumulación de sales de carbonato de bicicleta de potasio en canales de flujo de gas, que ocurre cuando la analita de iones de potasio se mueve a través de la zona de reacción del cátodo a través de la membrana de intercambio de ionones y se combina con el socio.2 En condiciones de pH altas.
“Salt Rain comparte bloques2 Los electrodos de transporte e inundación, lo que conduce a la falla del rendimiento, “el autor de este estudio y profesor asociado de productos químicos e ingeniería de biometradores, ciencias de materiales y nano ingeniería y arroz química”. Esto generalmente se encuentra en unos pocos cientos de horas, lo que está lejos del proceso comercial. “
Para hacer frente, el equipo de arroz intentó un hermoso giro en un método estándar. Use el uso de agua para usar agua en lugar de2 Entrada de gas en el reactor, burbujea gas a través de soluciones de ácido como el ácido clorhídrico, farmacéutico o patrimonial.
Los vapores ácidos se toman en la cantidad de traza en la cámara de reacción del cátodo, lo cual es suficiente para cambiar la química local. Dado que las bicicletas de potasio de sal formadas con estos ácidos son mucho más solubles que el carbonato, no lloran y detienen los canales.
El efecto fue dramático. En las pruebas con el catalista de plata, una cualidad combinada para reemplazar el abrigo2 Para el monóxido de carbono, este sistema opera más de 2,000 horas y 100 cm cuadrados en el dispositivo de escala de laboratorio, el cuero cabelludo durante más de 4,500 horas en electrolizador. En contraste, el sistema que usa el agua de agua estándar2 La construcción de sal falló después de aproximadamente 80 80 horas debido a la construcción de sal.
Lo importante es que el método de uso ácido demostró ser efectivo en varios tipos clínicos, incluido el óxido de zinc, el óxido de cobre y el óxido de bismot, todo utilizado para apuntar a diferentes cos.2Productos RR. Los investigadores también mostraron que este procedimiento se puede escalar sin comprometerse con un equipo a gran escala que mantiene el ahorro de energía y evita la obstrucción de la sal en los períodos de expansión.
Observó la corrosión mínima o el daño a las membranas de intercambio de iones, manteniendo baja la concentración de ácido, que generalmente es sensible al cloruro. El enfoque también se mostró compatible con las membranas y materiales comúnmente utilizados, lo que fortalece la capacidad de integrarse en los sistemas existentes.
Para observar la formación de sal en tiempo real, el equipo usó aduanas construidas en actores con placas de flujo transparentes. Bajo la humedad del agua tradicional, los cristales de sal comenzaron a hacerse en 48 horas. Con una capa impulsada por ácido2Sin embargo, después de cientos de horas, no se recogió cristal especial, y finalmente se disolvieron y se eliminaron ningún depósitos pequeños del sistema.
“Métodos tradicionales de la compañía de hemidas de agua2 “El flujo de gas de la catedral puede conducir a la formación de sal en los canales”, dijo Shawan Hao, el primer autor del asociado de investigación posterior al documental en la ingeniería química y de biometradores en arroz.3 En la sal con alta solublicidad, por lo tanto, los suficientes se mueven en gran medida para evitar cerrar el equilibrio del palacio sin afectar el rendimiento del catalizador. “
El trabajo abre la puerta más duradera y ampliada de la pareja2 Los electrolizeros, un requisito importante, se implementa en escalas industriales como parte de la estrategia de captura y uso de carbono. La simplicidad del enfoque, que incluye solo pequeñas adaptaciones para la configuración de nominación actual, significa que se puede adoptar sin un diseño significativo o costos adicionales.
“Esta es una búsqueda importante para el socio2 La electrólisis “, dijo Ahmed Elgazar, el primer autor y estudiante graduado en la ingeniería química y biometradora en arroz”. Nuestro procedimiento alivia una barrera de larga data con soluciones de bajo costo y fácilmente viable. Este es un paso para hacer que las tecnologías de uso de carbono sean más comercialmente viables y más sostenibles. “
El trabajo fue ayudado por la Fundación Robert A. Welch, Rice, la National Science Foundation y David y la Losile Packard Foundation.
