ແຮ່ທາດໃນດິນທີ່ແຜ່ກະຈາຍຢ່າງກວ້າງຂວາງ, α-iron-(III) oxyhydroxide, ຖືກພົບວ່າເປັນຕົວເລັ່ງປະຕິກິລິຍາທີ່ສາມາດນຳມາໃຊ້ຄືນໄດ້ສຳລັບການຫຼຸດແສງຂອງຄາບອນໄດອອກໄຊດ໌ໃຫ້ເປັນກົດຟໍມິກ. ເຄຣດິດ: ສາດສະດາຈານ Kazuhiko Maeda
ການຫຼຸດຜ່ອນ CO2 ດ້ວຍແສງໃຫ້ເປັນເຊື້ອໄຟທີ່ສາມາດຂົນສົ່ງໄດ້ເຊັ່ນ: ກົດຟໍມິກ (HCOOH) ເປັນວິທີທີ່ດີໃນການຕ້ານກັບລະດັບ CO2 ທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນໃນຊັ້ນບັນຍາກາດ. ເພື່ອຊ່ວຍໃນວຽກງານນີ້, ທີມງານຄົ້ນຄວ້າທີ່ສະຖາບັນເຕັກໂນໂລຢີໂຕກຽວໄດ້ເລືອກເອົາແຮ່ທາດທີ່ມີທາດເຫຼັກທີ່ຫາໄດ້ງ່າຍ ແລະ ໂຫຼດມັນໃສ່ຖານຮອງຮັບອະລູມິນາເພື່ອພັດທະນາຕົວເລັ່ງປະຕິກິລິຍາທີ່ສາມາດປ່ຽນ CO2 ເປັນ HCOOH ໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບ, ປະມານ 90% ຂອງການເລືອກເຟັ້ນ!
ພາຫະນະໄຟຟ້າເປັນທາງເລືອກທີ່ໜ້າສົນໃຈສຳລັບຫຼາຍໆຄົນ, ແລະເຫດຜົນຫຼັກແມ່ນພວກມັນບໍ່ມີການປ່ອຍອາຍພິດຄາບອນ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ຂໍ້ເສຍອັນໃຫຍ່ຫຼວງສຳລັບຫຼາຍໆຄົນແມ່ນການຂາດໄລຍະທາງ ແລະ ເວລາສາກໄຟທີ່ຍາວນານ. ນີ້ແມ່ນບ່ອນທີ່ເຊື້ອໄຟແຫຼວເຊັ່ນ: ນ້ຳມັນແອັດຊັງມີປະໂຫຍດຫຼາຍ. ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງພະລັງງານສູງຂອງພວກມັນໝາຍເຖິງໄລຍະທາງໄກ ແລະ ການເຕີມນ້ຳມັນໄດ້ໄວ.
ການປ່ຽນຈາກນໍ້າມັນແອັດຊັງ ຫຼື ນໍ້າມັນກາຊວນ ໄປເປັນນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟແຫຼວຊະນິດອື່ນສາມາດກຳຈັດການປ່ອຍອາຍພິດຄາບອນໄດ້ ໃນຂະນະທີ່ຍັງຮັກສາຂໍ້ໄດ້ປຽບຂອງນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟແຫຼວໄວ້. ຕົວຢ່າງ, ໃນເຊວນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟ, ກົດຟໍມິກສາມາດໃຫ້ພະລັງງານແກ່ເຄື່ອງຈັກໄດ້ ໃນຂະນະທີ່ປ່ອຍນໍ້າ ແລະ ຄາບອນໄດອອກໄຊ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ຖ້າກົດຟໍມິກຖືກຜະລິດໂດຍການຫຼຸດຜ່ອນ CO2 ໃນຊັ້ນບັນຍາກາດໃຫ້ເປັນ HCOOH, ຜົນຜະລິດສຸດທິພຽງຢ່າງດຽວແມ່ນນໍ້າ.
ລະດັບຄາບອນໄດອອກໄຊທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນໃນຊັ້ນບັນຍາກາດຂອງພວກເຮົາ ແລະ ການປະກອບສ່ວນຂອງມັນຕໍ່ກັບພາວະໂລກຮ້ອນໃນປັດຈຸບັນແມ່ນຂ່າວທົ່ວໄປ. ໃນຂະນະທີ່ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ທົດລອງໃຊ້ວິທີການຕ່າງໆໃນການແກ້ໄຂບັນຫາ, ວິທີແກ້ໄຂທີ່ມີປະສິດທິພາບໄດ້ເກີດຂຶ້ນ - ປ່ຽນຄາບອນໄດອອກໄຊທີ່ເກີນໃນຊັ້ນບັນຍາກາດໃຫ້ກາຍເປັນສານເຄມີທີ່ອຸດົມດ້ວຍພະລັງງານ.
ການຜະລິດເຊື້ອໄຟເຊັ່ນ: ກົດຟໍມິກ (HCOOH) ໂດຍການຫຼຸດຜ່ອນແສງຂອງ CO2 ໃນແສງແດດໄດ້ຮັບຄວາມສົນໃຈຫຼາຍໃນໄລຍະມໍ່ໆມານີ້ ເພາະວ່າຂະບວນການດັ່ງກ່າວມີຜົນປະໂຫຍດສອງເທົ່າຄື: ມັນຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນການປ່ອຍ CO2 ເກີນ ແລະ ຍັງຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນພະລັງງານທີ່ພວກເຮົາກຳລັງປະເຊີນຢູ່ໃນປະຈຸບັນ. ໃນຖານະເປັນຕົວນຳທີ່ດີເລີດສຳລັບໄຮໂດເຈນທີ່ມີຄວາມໜາແໜ້ນຂອງພະລັງງານສູງ, HCOOH ສາມາດສະໜອງພະລັງງານຜ່ານການເຜົາໄໝ້ ໃນຂະນະທີ່ປ່ອຍນ້ຳອອກເປັນຜະລິດຕະພັນຮ່ວມເທົ່ານັ້ນ.
ເພື່ອເຮັດໃຫ້ວິທີແກ້ໄຂທີ່ມີກຳໄລນີ້ກາຍເປັນຄວາມຈິງ, ນັກວິທະຍາສາດໄດ້ພັດທະນາລະບົບການກະຕຸ້ນແສງທີ່ຫຼຸດຜ່ອນຄາບອນໄດອອກໄຊດ໌ດ້ວຍການຊ່ວຍເຫຼືອຂອງແສງແດດ. ລະບົບນີ້ປະກອບດ້ວຍຊັ້ນຮອງທີ່ດູດຊຶມແສງ (ເຊັ່ນ: ຕົວກະຕຸ້ນແສງ) ແລະຕົວເລັ່ງປະຕິກິລິຍາທີ່ຊ່ວຍໃຫ້ການໂອນເອເລັກຕຣອນຫຼາຍອັນທີ່ຕ້ອງການສຳລັບການຫຼຸດຜ່ອນ CO2 ໃຫ້ເປັນ HCOOH. ແລະດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງເລີ່ມຄົ້ນຫາຕົວເລັ່ງປະຕິກິລິຍາທີ່ເໝາະສົມ ແລະ ມີປະສິດທິພາບ!
ການຫຼຸດຜ່ອນຄາບອນໄດອອກໄຊດ໌ດ້ວຍແສງໂດຍໃຊ້ infographics ປະສົມທີ່ໃຊ້ທົ່ວໄປ. ເຄຣດິດ: ສາດສະດາຈານ Kazuhiko Maeda
ເນື່ອງຈາກປະສິດທິພາບ ແລະ ທ່າແຮງໃນການນຳມາໃຊ້ໃໝ່, ຕົວເລັ່ງປະຕິກິລິຍາແຂງຖືກພິຈາລະນາວ່າເປັນຕົວເລັ່ງປະຕິກິລິຍາທີ່ດີທີ່ສຸດສຳລັບວຽກງານນີ້, ແລະ ໃນໄລຍະຫຼາຍປີທີ່ຜ່ານມາ, ຄວາມສາມາດໃນການເລັ່ງປະຕິກິລິຍາຂອງໂຄງສ້າງໂລຫະ-ອິນຊີ (MOFs) ທີ່ອີງໃສ່ໂຄໂບລ, ແມງການີສ, ນິກເກີນ ແລະ ທາດເຫຼັກໄດ້ຖືກຄົ້ນຄວ້າ, ໃນນັ້ນໂລຫະຊະນິດສຸດທ້າຍມີຂໍ້ດີບາງຢ່າງເໜືອກວ່າໂລຫະອື່ນໆ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ຕົວເລັ່ງປະຕິກິລິຍາທີ່ອີງໃສ່ທາດເຫຼັກສ່ວນໃຫຍ່ທີ່ລາຍງານມາຮອດປະຈຸບັນຜະລິດພຽງແຕ່ຄາບອນມໍນອກໄຊດ໌ເປັນຜະລິດຕະພັນຫຼັກ, ບໍ່ແມ່ນ HCOOH.
ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ບັນຫານີ້ໄດ້ຮັບການແກ້ໄຂຢ່າງວ່ອງໄວໂດຍທີມງານນັກຄົ້ນຄວ້າທີ່ສະຖາບັນເຕັກໂນໂລຊີໂຕກຽວ (Tokyo Tech) ນຳໂດຍສາດສະດາຈານ Kazuhiko Maeda. ໃນການສຶກສາທີ່ຜ່ານມາທີ່ຕີພິມໃນວາລະສານເຄມີ Angewandte Chemie, ທີມງານໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນຕົວເລັ່ງປະຕິກິລິຍາທີ່ອີງໃສ່ທາດເຫຼັກທີ່ຮອງຮັບດ້ວຍອາລູມິນາ (Al2O3) ໂດຍໃຊ້ α-iron(III) oxyhydroxide (α-FeO​​​​OH; geothite). ຕົວເລັ່ງປະຕິກິລິຍາ α-FeO​​​​OH/Al2O3 ແບບໃໝ່ສະແດງໃຫ້ເຫັນປະສິດທິພາບການປ່ຽນ CO2 ເປັນ HCOOH ທີ່ດີເລີດ ແລະ ສາມາດນຳມາໃຊ້ໃໝ່ໄດ້ທີ່ດີເລີດ. ເມື່ອຖືກຖາມກ່ຽວກັບການເລືອກຕົວເລັ່ງປະຕິກິລິຍາຂອງເຂົາເຈົ້າ, ສາດສະດາຈານ Maeda ກ່າວວ່າ: “ພວກເຮົາຕ້ອງການສຳຫຼວດອົງປະກອບທີ່ມີຫຼາຍຂຶ້ນເປັນຕົວເລັ່ງປະຕິກິລິຍາໃນລະບົບການຫຼຸດຜ່ອນແສງ CO2. ພວກເຮົາຕ້ອງການຕົວເລັ່ງປະຕິກິລິຍາທີ່ແຂງແກ່ນທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວ, ສາມາດນຳມາໃຊ້ໃໝ່ໄດ້, ບໍ່ເປັນພິດ ແລະ ລາຄາບໍ່ແພງ. ນັ້ນແມ່ນເຫດຜົນທີ່ພວກເຮົາເລືອກແຮ່ທາດໃນດິນທີ່ແຈກຢາຍຢ່າງກວ້າງຂວາງເຊັ່ນ goethite ສຳລັບການທົດລອງຂອງພວກເຮົາ.”
ທີມງານໄດ້ໃຊ້ວິທີການເຮັດໃຫ້ຊຸ່ມງ່າຍໆເພື່ອສັງເຄາະຕົວເລັ່ງປະຕິກິລິຍາຂອງພວກເຂົາ. ຫຼັງຈາກນັ້ນພວກເຂົາໄດ້ໃຊ້ວັດສະດຸ Al2O3 ທີ່ມີທາດເຫຼັກຮອງຮັບເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນ CO2 ດ້ວຍວິທີການກະຕຸ້ນແສງຢູ່ທີ່ອຸນຫະພູມຫ້ອງ ໂດຍມີຕົວກະຕຸ້ນແສງທີ່ອີງໃສ່ຣູທີນຽມ (Ru), ຕົວໃຫ້ເອເລັກຕຣອນ ແລະ ແສງທີ່ເບິ່ງເຫັນໄດ້ທີ່ມີຄວາມຍາວຄື້ນຫຼາຍກວ່າ 400 ນາໂນແມັດ.
ຜົນໄດ້ຮັບແມ່ນໜ້າຊື່ນຊົມຫຼາຍ. ການເລືອກເຟັ້ນຂອງລະບົບຂອງພວກເຂົາສຳລັບຜະລິດຕະພັນຫຼັກ HCOOH ແມ່ນ 80–90% ດ້ວຍຜົນຜະລິດ quantum 4.3% (ຊີ້ບອກເຖິງປະສິດທິພາບຂອງລະບົບ).
ການສຶກສາຄັ້ງນີ້ນຳສະເໜີຕົວເລັ່ງປະຕິກິລິຍາແຂງທີ່ມີທາດເຫຼັກເປັນສ່ວນປະກອບຫຼັກຄັ້ງທຳອິດທີ່ສາມາດຜະລິດ HCOOH ໄດ້ເມື່ອຈັບຄູ່ກັບຕົວເພີ່ມຄວາມອ່ອນໄຫວຕໍ່ແສງທີ່ມີປະສິດທິພາບ. ມັນຍັງສົນທະນາກ່ຽວກັບຄວາມສຳຄັນຂອງວັດສະດຸຮອງຮັບທີ່ເໝາະສົມ (Al2O3) ແລະຜົນກະທົບຂອງມັນຕໍ່ປະຕິກິລິຍາການຫຼຸດຜ່ອນແສງເຄມີ.
ຄວາມເຂົ້າໃຈຈາກການຄົ້ນຄວ້ານີ້ອາດຈະຊ່ວຍພັດທະນາຕົວເລັ່ງປະຕິກິລິຍາທີ່ບໍ່ມີໂລຫະປະສົມໃໝ່ ສຳລັບການຫຼຸດຜ່ອນການປ່ອຍອາຍພິດຄາບອນໄດອອກໄຊໄປສູ່ສານເຄມີທີ່ເປັນປະໂຫຍດອື່ນໆ. “ການຄົ້ນຄວ້າຂອງພວກເຮົາສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າເສັ້ນທາງໄປສູ່ເສດຖະກິດພະລັງງານສີຂຽວບໍ່ສັບສົນ. ແມ່ນແຕ່ວິທີການກະກຽມຕົວເລັ່ງປະຕິກິລິຍາງ່າຍໆກໍ່ສາມາດໃຫ້ຜົນໄດ້ຮັບທີ່ດີ, ແລະເປັນທີ່ຮູ້ກັນດີວ່າສານປະກອບທີ່ອຸດົມສົມບູນໃນໂລກ, ຖ້າໄດ້ຮັບການສະໜັບສະໜູນຈາກສານປະກອບເຊັ່ນ: ອະລູມິນາ, ສາມາດໃຊ້ເປັນຕົວເລັ່ງປະຕິກິລິຍາທີ່ເລືອກເຟັ້ນສຳລັບການຫຼຸດຜ່ອນ CO2,” ສາດສະດາຈານ ມາເອດະ ສະຫຼຸບ.
ເອກະສານອ້າງອີງ: “Alumina-Supported Alpha-Iron (III) Oxyhydroxide as a Recyclable Solid Catalyst for CO2 Photoreduction under Visible Light” ໂດຍ Daehyeon An, Dr. Shunta Nishioka, Dr. Shuhei Yasuda, Dr. Tomoki Kanazawa, Dr. Yoshinobu Kamakura, Yokohun Prof.., Prof.. Kazuhiko Maeda, 12 ພຶດສະພາ 2022, Angewandte Chemie.DOI: 10.1002 / anie.202204948
"ນັ້ນແມ່ນບ່ອນທີ່ເຊື້ອໄຟແຫຼວເຊັ່ນ: ນ້ຳມັນແອັດຊັງມີປະໂຫຍດຫຼາຍ. ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງພະລັງງານສູງຂອງມັນໝາຍເຖິງໄລຍະທາງໄກ ແລະ ການເຕີມນ້ຳມັນໄດ້ໄວ."
ແລ້ວຕົວເລກບາງອັນລະ? ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງພະລັງງານຂອງກົດຟໍມິກປຽບທຽບກັບນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟແນວໃດ? ດ້ວຍອະຕອມຄາບອນພຽງອະຕອມດຽວໃນສູດເຄມີ, ຂ້ອຍສົງໄສວ່າມັນຈະໃກ້ຄຽງກັບນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟ.
ນອກຈາກນັ້ນ, ກິ່ນຍັງມີພິດຫຼາຍ ແລະ ໃນຖານະທີ່ເປັນກົດ, ມັນມີລິດກັດກ່ອນຫຼາຍກວ່ານ້ຳມັນແອັດຊັງ. ສິ່ງເຫຼົ່ານີ້ບໍ່ແມ່ນບັນຫາທາງວິສະວະກຳທີ່ບໍ່ສາມາດແກ້ໄຂໄດ້, ແຕ່ເວັ້ນເສຍແຕ່ວ່າກົດຟໍມິກມີຂໍ້ໄດ້ປຽບທີ່ສຳຄັນໃນການເພີ່ມໄລຍະທາງ ແລະ ຫຼຸດຜ່ອນເວລາໃນການເຕີມນ້ຳມັນແບັດເຕີຣີ, ມັນອາດຈະບໍ່ຄຸ້ມຄ່າກັບຄວາມພະຍາຍາມ.
ຖ້າພວກເຂົາວາງແຜນທີ່ຈະສະກັດເອົາ goethite ອອກຈາກດິນ, ມັນຈະເປັນການຂຸດຄົ້ນບໍ່ແຮ່ທີ່ໃຊ້ພະລັງງານຫຼາຍ ແລະ ອາດຈະເປັນອັນຕະລາຍຕໍ່ສິ່ງແວດລ້ອມ.
ພວກເຂົາອາດຈະກ່າວເຖິງ goethite ຫຼາຍຢູ່ໃນດິນ ເພາະຂ້ອຍສົງໃສວ່າມັນຈະຕ້ອງໃຊ້ພະລັງງານຫຼາຍກວ່າເພື່ອໃຫ້ໄດ້ວັດຖຸດິບທີ່ຈຳເປັນ ແລະ ປະຕິກິລິຍາພວກມັນເພື່ອສັງເຄາະ goethite.
ມັນຈຳເປັນຕ້ອງໄດ້ເບິ່ງວົງຈອນຊີວິດຂອງຂະບວນການທັງໝົດ ແລະ ຄິດໄລ່ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍດ້ານພະລັງງານຂອງທຸກສິ່ງທຸກຢ່າງ. NASA ບໍ່ພົບສິ່ງທີ່ເອີ້ນວ່າການເປີດຕົວໂດຍບໍ່ເສຍຄ່າ. ຄົນອື່ນໆຈຳເປັນຕ້ອງຈື່ສິ່ງນີ້ໄວ້.
SciTechDaily: ບ້ານຂອງຂ່າວເຕັກໂນໂລຊີທີ່ດີທີ່ສຸດນັບຕັ້ງແຕ່ປີ 1998. ຕິດຕາມຂ່າວເຕັກໂນໂລຊີລ່າສຸດຜ່ານທາງອີເມວ ຫຼື ສື່ສັງຄົມອອນລາຍ.
ພຽງແຕ່ຄິດເຖິງລົດຊາດຄວັນໄຟ ແລະ ລົດຊາດທີ່ໜ້າຫຼົງໄຫຼຂອງ BBQ ກໍພຽງພໍທີ່ຈະເຮັດໃຫ້ຄົນສ່ວນໃຫຍ່ນໍ້າລາຍໄຫຼ. ລະດູຮ້ອນມາຮອດແລ້ວ, ແລະ ສຳລັບຫຼາຍໆຄົນ…