Sähköbiodieseliä ja vetyä auringonvalolla

16.11.2024

Washington-tehokas-sahkodiesel-300-t.jpgProfessori Joshua Yuan Washingtonin yliopistosta ja kollegat Missourista ja Texas A&M -yliopistosta ovat käyttäneet hiilidioksidin sähkökatalyysiä luodakseen sähköbiodieseliä tavalla, joka on 45 kertaa tehokkaampi ja käyttää 45 kertaa vähemmän maata kuin soijapapupohjaisen biodieselin tuotanto.

"Tätä uutta ideaa voidaan soveltaa kiertotaloudessa tuottamaan päästönegatiivisia polttoaineita, kemikaaleja, materiaaleja ja elintarvikkeiden ainesosia paljon tehokkaammalla tavalla kuin fotosynteesi ja pienemmillä hiilidioksidipäästöillä kuin petrokemialla", sanoi Yuan.

Yuanin, Dai ja heidän tiiminsä kehittämä uusi mikrobi- ja katalyyttiprosessi antoi heidän sähköbiodieselilleen saavuttaa 4,5 %:n aurinkoenergian ja molekyylien välisen tehokkuuden hiilidioksidin muuttamiseksi lipidiksi, mikä on huomattavasti tehokkaampaa kuin biodieselillä. Luonnon fotosynteesi maakasveissa on normaalisti alle 1 %, jossa alle 1 % auringonvalon energiasta muuttuu kasvien biomassaksi muuttamalla hiilidioksidia erilaisiksi molekyyleiksi kasvien kasvua varten, Yuan selittää.

"Tämä prosessi voisi lievittää biodieselin raaka-ainepulaa ja muuttaa laajaa, uusiutuvien polttoaineiden, kemikaalien ja materiaalien valmistusta saavuttamalla riippumattomuuden fossiilisista polttoaineista aloilla, jotka ovat riippuvaisia fossiilisista polttoaineista, kuten pitkän matkan raskaat ajoneuvot ja lentokoneet."

Japan Advanced Institute of Science and Technologyn (JAIST) ja Tokion yliopiston tutkijat ovat puolestaan suunnitelleet bioinspiroituja hydrogeelejä, jotka pystyvät käyttämään auringonvaloa tuottamaan vetyä ja happea vedestä.

Nykyiset vedyn tuotantomenetelmät perustuvat ulkoisiin energialähteisiin, kun taas hydrogeelijärjestelmä jäljittelee luontoa käyttämällä auringonvaloa suoraan veden jakamiseen, mikä saattaa parantaa tehokkuutta ja alentaa kustannuksia.

Yksi tämän tutkimuksen tärkeimmistä läpimurroista on hydrogeelien kyky estää funktionaalisia molekyylejä aggregoitumasta - vakava ongelma aikaisemmissa keinotekoisissa fotosynteesijärjestelmissä. Nyt tiimi pystyi merkittävästi tehostamaan vedenjakoprosessin aktiivisuutta ja tuottamaan enemmän vetyä kuin vanhoilla tekniikoilla.

Tokion yliopistossa tutkijat ovat kehittäneet myös menetelmän vetyatomien paikantamiseksi tarkasti nanokalvojen sisällä. Tällä läpimurrolla on merkittäviä vaikutuksia suprajohtavuuteen ja muihin materiaaliominaisuuksiin.

Vaikka vety on pienin ja kevyin atomi, sillä on merkittävä vaikutus materiaaleihin sen tunkeutuessa niihin ja muuttamalla niiden ominaisuuksia, kuten tuottaen suprajohtavuutta ja metalli-eriste -siirtymiä.

Tutkijoiden aikaansaaman titaanihydridisten nanokalvojen paremman tieteellisen ymmärryksen odotetaan myös edistävän vedyn varastointia, kiinteitä elektrolyyttejä ja heterogeenisia katalyysisovelluksia, kun siirrymme kohti käytännöllisiä ja turvallisia vihreitä tulevaisuuden ratkaisuja.

Aiheesta aiemmin:

Aurinkokenno toimii kuin kasvin lehti

Fotosynteesi puhtaan energian tuotantoon

Halpaa ja kestävää vetyä aurinkovoimalla

15.02.2025Kupariset kukat kukkivat keinolehdillä
14.02.2025Kvanttiverkot vakaammiksi yhteyksiä lisäämällä
14.02.2025Lomittumista makrotasolla
13.02.2025Atomien avulla parempia metamateriaaleja
13.02.2025Käänteinen suunnittelu pelin muuttajana fysiikassa
12.02.2025Metamateriaali piin pinnalla vauhdittaa elektroneita
12.02.2025Porttiohjattavilla kaksiulotteisilla TMD:llä spintronisia muisteja
11.02.2025Omavoimainen älyanturi poistaa haavanhoidon kivun
11.02.2025Printattavia monimolekyylisiä biosensoreita
10.02.2025Muisti-innovaatiot tasoittavat tietä EU:n tietotekniikan riippumattomuudelle

Siirry arkistoon »