ก๊าซเรือนกระจกทั่วไปสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้อย่างมีประสิทธิภาพและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมด้วยอิเล็กโทรไลเซอร์ที่ใช้ไฟฟ้าหมุนเวียนเพื่อผลิตเชื้อเพลิงเหลวบริสุทธิ์เครื่องปฏิกรณ์แบบเร่งปฏิกิริยาที่พัฒนาขึ้นโดยห้องปฏิบัติการเคมีและวิศวกรชีวโมเลกุลของมหาวิทยาลัยไรซ์ Haotian Wang ใช้คาร์บอนไดออกไซด์เป็นวัตถุดิบในการผลิต และในต้นแบบล่าสุดจะผลิตกรดฟอร์มิกที่มีความเข้มข้นสูงและบริสุทธิ์สูง
หวางกล่าวว่ากรดฟอร์มิกที่ผลิตโดยอุปกรณ์
คาร์บอนไดออกไซด์แบบดั้งเดิมต้องการขั้นตอนการทำให้บริสุทธิ์ที่มีราคาแพงและใช้พลังงานมาก การผลิตกรดฟอร์มิกบริสุทธิ์โดยตรงจะช่วยส่งเสริมเทคโนโลยีการแปลงคาร์บอนไดออกไซด์ในเชิงพาณิชย์วิธีการนี้มีรายละเอียดอยู่ในNature Energyหวางและกลุ่มของเขาใช้เทคโนโลยีที่เปลี่ยนก๊าซเรือนกระจกให้เป็นผลิตภัณฑ์ที่มีประโยชน์ ในการทดสอบ ตัวเร่งปฏิกิริยาไฟฟ้าตัวใหม่มีประสิทธิภาพการ
แปลงพลังงานประมาณ 42% นั่นหมายความว่า
เกือบครึ่งหนึ่งของพลังงานไฟฟ้าสามารถเก็บไว้ในกรดฟอร์มิกเป็นเชื้อเพลิงเหลวได้ดู : แผงโซลาร์ที่ได้รับแรงบันดาลใจจาก Origami สามารถเริ่มผลิตไฟฟ้าทดแทนได้จากหน้าต่างของคุณ
“กรดฟอร์มิกเป็นตัวพาพลังงาน” หวางกล่าว “เป็นเชื้อเพลิงจากเซลล์เชื้อเพลิงที่สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าและปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งคุณสามารถหยิบจับและรีไซเคิลได้อีกครั้ง
“นอกจากนี้ยังเป็นพื้นฐานในอุตสาหกรรมวิศวกรรมเคมีในฐานะวัตถุดิบสำหรับสารเคมีอื่น ๆ และเป็นวัสดุสำหรับเก็บไฮโดรเจนที่สามารถเก็บพลังงานได้เกือบ 1,000 เท่าของก๊าซไฮโดรเจนในปริมาณเท่ากัน
ซึ่งยากต่อการบีบอัด” เขากล่าว
“นั่นเป็นความท้าทายครั้งใหญ่สำหรับรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน”ผู้เขียนนำและนักวิจัยหลังปริญญาเอกของ Rice Chuan Xia กล่าวว่าความก้าวหน้าสองประการทำให้อุปกรณ์ใหม่นี้เป็นไปได้ อย่างแรกคือการพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาบิสมัทแบบสองมิติที่แข็งแรง และตัวที่สองคืออิเล็กโทรไลต์แบบโซลิดสเตตที่ขจัดความจำเป็นในการใช้เกลือซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของปฏิกิริยา
รถยนต์ไฟฟ้าที่ใหญ่ที่สุดในโลกคือรถดั๊มพ์
ที่ไม่จำเป็นต้องเสียบปลั๊กเพื่อชาร์จ“บิสมัทเป็นอะตอมที่หนักมาก เมื่อเทียบกับโลหะทรานซิชัน เช่น ทองแดง เหล็ก หรือโคบอลต์” หวางกล่าว “ความคล่องตัวของมันต่ำกว่ามาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งภายใต้สภาวะปฏิกิริยา เพื่อให้ตัวเร่งปฏิกิริยาเสถียร” เขาตั้งข้อสังเกตว่าเครื่องปฏิกรณ์มีโครงสร้างเพื่อไม่ให้น้ำสัมผัสกับตัวเร่งปฏิกิริยา ซึ่งช่วยรักษาไว้ด้วย
Xia สามารถสร้างวัสดุนาโนจำนวนมากได้ “ปัจจุบัน
ผู้คนผลิตตัวเร่งปฏิกิริยาในระดับมิลลิกรัมหรือกรัม” เขากล่าว “เราได้พัฒนาวิธีการผลิตในระดับกิโลกรัม ซึ่งจะทำให้กระบวนการของเราขยายไปสู่อุตสาหกรรมได้ง่ายขึ้น”อิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็งที่มีพอลิเมอร์เคลือบด้วยลิแกนด์กรดซัลโฟนิกเพื่อนำประจุบวกหรือหมู่ฟังก์ชันอะมิโนเพื่อนำไอออนลบ “โดยปกติ
แล้วผู้คนจะลดคาร์บอนไดออกไซด์ในอิเล็กโทรไลต์
เหลวแบบดั้งเดิม เช่น น้ำเค็ม” หวางกล่าว “คุณต้องการให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน แต่อิเล็กโทรไลต์น้ำบริสุทธิ์มีความต้านทานมากเกินไป คุณต้องเติมเกลืออย่างโซเดียมคลอไรด์หรือโพแทสเซียมไบคาร์บอเนตเพื่อให้ไอออนเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระในน้ำ
