هیدروژن زدایی کاتالیزور دی اکسید کربن (CO 2 ) یک وسیله سبز و پایدار برای سنتز مواد شیمیایی کالایی مانند متانول است. این فرایند تبدیل برای تحقق "اقتصاد متانول" یا ایجاد "آفتاب مایع" ، هر دو جنبه اقتصاد مدور ، مهم است. مطالعات اخیر پتانسیل یک خانواده از اکسیدهای فلزی را برای کاتالیز این واکنش نشان داد. با این حال ، بیشتر بهینه سازی عملکرد کاتالیزوری آنها برای کاربردهای صنعتی یک چالش بزرگ باقی مانده است ، بیشتر به دلیل مشکلات مربوط به طراحی منطقی و سنتز کنترل شده این کاتالیزورها.
با انگیزه چنین چالشی ، تیمی که مشترکاً توسط پروفسور رهبری می شود. SUN Yuhan ، GAO پنگ ، و LI شنگانگ در انستیتوی تحقیقات پیشرفته شانگهای (SARI) آکادمی علوم چین ، گزارش یک مورد موفق از طراحی نظری هدایت عقلی اکسید ایندیم (در 2 O 3 ) کاتالیزور هیدروژنه CO 2 را به متانول با فعالیت و انتخاب بالا.
برای عقلانی طراحی در 2 O 3 نانوکاتالیستها مبتنی بر با عملکرد سنتز متانول مطلوب، محققان تراکم گسترده نظریه تابعی (DFT) محاسبات را به ایجاد مکانیسم کاتالیزوری از در انجام 2 O 3 کاتالیزور در طول CO 2 تبدیل به هیدروژن به متانول و دی اکسید کربن با شناسایی مسیرهای ترجیحی. مدل سازی محاسباتی ، جنبه شش ضلعی 104 rarely بندرت مورد مطالعه در 2 O 3 را به عنوان مطلوب ترین برای سنتز متانول شناسایی کرد.
بر اساس این پیش بینی نظری ، چندین روش آزمایشی سپس برای سنتز کاتالیزور در 2 O 3 در مراحل مختلف با مورفولوژی مشخص به کار گرفته شد.
جالب اینجاست که یکی از چهار کاتالیزور در 2 O 3 که به این روش سنتز شده بود ، تأیید شد که عمدتا جنبه های 104 theoret نظری شناسایی شده را افشا می کند. این کاتالیزور همچنین با تأیید پیش بینی DFT بهترین عملکرد را از نظر فعالیت و انتخاب نیز به نمایش گذاشت. واکنش سنتز متانول کاتالیز شده توسط این کاتالیزور حتی در دمای بسیار بالای 360 درجه سانتیگراد مطلوب است.
عملکرد فضا زمان متانول در این دما به 10.9 میلی مول / گرم در ساعت رسیده است ، که از همه کاتالیزورهای شناخته شده قبلاً برای این واکنش پیشی گرفت ، از جمله قبلاً گزارش شده در کاتالیزورهای پایه 2 O 3 و کاتالیزورهای مبتنی بر مس.
کاتالیزور In 2 O 3 کشف شده در این تحقیق امیدوار کننده به عنوان روشی برای تبدیل مستقیم CO 2 به متانول برای کاربردهای صنعتی است. علاوه بر این ، کشف این کاتالیزور In 2 O 3 باعث توسعه بیشتر کاتالیزورهای دوتایی اکسید / زئولیت برای هیدروژن زدایی مستقیم CO 2 به هیدروکربنهای مختلف C 2+ (الفین های پایین ، بنزین ، آروماتیک و غیره) از طریق واسطه متانول می شود. به همان اندازه مهم ، این اکتشاف همچنین نقش محوری علم محاسبات را در کمک به طراحی کاتالیزورهای مرتبط با صنعتی نشان می دهد.
۱٫ از آنجا که پروانه در بدن بدون اصطکاک اجرا می شود ، نیازی به روانکاری ندارد ، به طوری که گاز خارج شده حاوی روغن نباشد. این یک منبع گاز ایده آل برای انتقال منبع گاز برای صنایع شیمیایی و مواد غذایی است. ۲- دمنده ریشه ها دمنده ای با حجم عمل می باشد. در صورت استفاده ، با تغییر فشار ، سرعت جریان کمی تغییر می کند. اما سرعت جریان با سرعت متفاوت است. بنابراین ، محدوده انتخاب فشار بسیار گسترده است و با انتخاب سرعت چرخش می توان انتخاب سرعت جریان را بدست آورد. ۴- ساختار دمنده Roots تعیین می کند که از بین رفتن اصطکاک مکانیکی آن بسیار اندک است. از آنجا که فقط در یاتاقان ها و جفت های دنده ای در انتخاب مواد تماس مکانیکی وجود دارد ، روتور ، پوشش و حلقه دنده از مقاومت مکانیکی کافی برخوردار هستند. بهره برداری ایمن و عمر طولانی از ویژگی های اصلی محصولات دمنده ریشه در کارخانه ما است. ۵- روتور دمنده Rootsدر کارخانه ما با تعادل ایستا و پویا بررسی شده است. محصول نهایی با کمترین میزان لرزش کار می کند.
پمپ وکیوم دمنده ریشه برای صنعت حمل و نقل ساختار دمنده ریشه:
روتور : از شافت ، پروانه ، یاتاقان ، دنده همزمان ، کوپلینگ ، آستین و غیره تشکیل شده است. پروانه : مشخصات درگیر انتخاب شده است و نسبت استفاده از حجم زیاد است. بلبرینگ : یاطاقان غلتکی کروی گریز از مرکز ردیف ۳۰۰۰ ردیف به عنوان انتهای موقعیت یابی اتصال نزدیک انتخاب می شود. ۳۲۰۰۰ یاتاقان غلتکی استوانه ای کوتاه استوانه ای تک ردیف به عنوان انتهای آزاد انتخاب می شوند تا با جابجایی محوری روتور در طول انبساط ارتفاع گرم سازگار شوند. چرخ دنده همگام سازی : از حلقه دنده و توپی تشکیل شده است که برای تنظیم ترجیح پروانه پروانه مناسب است. بدن: از پوسته و کاغذ دیواری سمت چپ و راست تشکیل شده است. پانل های دیواری چپ و راست ، صندلی های تحمل و قطعات آب بندی نصب شده در پنل های دیواری چپ و راست می توانند برای یکدیگر استفاده شوند. پایه : دمنده های کوچک و متوسط به پایه مشترک مجهز شده اند. دمنده های بزرگ فقط به پایه دمنده مجهز شده اند که برای نصب و راه اندازی مناسب است. روغن کاری : چرخ دنده ها در حال غوطه وری هستند و یاطاقان are های پراکنده روغن کاری می شوند. اثر روانکاری خوب ، ایمن و قابل اعتماد. حالت رانندگی: اتصال مستقیم حالت اصلی رانندگی است. در صورت نیاز به مشخصات عملکرد ، از قرقره مثلثی نیز می توان برای تغییر سرعت استفاده کرد. کوپلینگ الاستیک برای اتصال ، انتخاب می شود که می تواند ضربه را کاهش داده و مقدار کمی از انحراف محور را جبران کند. علاوه بر موتور به عنوان دستگاه رانندگی ، دمنده بزرگ می تواند از توربین بخار یا سایر دستگاه رانندگی نیز استفاده کند.
شرکت با در اختیار داشتن اطلاعات دقیق در مورد محصول ، تصاویر مربوط به محصول و سایر اطلاعات محصول در مورد دمنده دمنده ریشه ، دمنده اکسیژن آبزی پروری تازه ، دمنده تمیزکننده گرد و غبار صنعتی ، و غیره را برای شما فراهم می کند تا اطلاعات بیشتری در مورد محصول ما و قیمت ، ارسال ایمیل به
یک استراتژی پیش تصفیه جدید یک مسئله طولانی مدت از مواد آند سیلیکون را برطرف می کند
انستیتوی علوم و فناوری کره
انستیتوی علوم و فن آوری کره (KIST) از توسعه فناوری ای خبر داد که یک راه حل ساده برای یک مسئله مداوم در ارتباط با مواد آند (-) مبتنی بر سیلیکون ارائه می دهد.
بزرگنمایی تیمی از محققان کره ای برای به حداکثر رساندن تراکم انرژی باتری های با ظرفیت بالا ، یک فناوری پردازش ایجاد کرده اند. این تیم تحقیقاتی مشترک ، متشکل از دکتر لی ، مینا از مرکز تحقیقات ذخیره انرژی و دکتر هونگ ، جیونون از مرکز تحقیقات مواد انرژی ، هر دو از موسسه انرژی پاک ، انستیتوی علوم و فن آوری کره (KIST) ، توسعه فن آوری را اعلام کرد که یک راه حل ساده برای یک مسئله ماندگار مرتبط با مواد (-) آند مبتنی بر سیلیکون را ارائه می دهد.
اخیراً ، مواد آند سیلیکون قادر به ذخیره چهار برابر یون لیتیوم نسبت به مواد آند گرافیتی در باتری های لیتیوم یونی به دلیل پتانسیل آنها برای بهبود مسافت پیموده شده وسایل نقلیه برقی ، توجه روزافزونی را به خود جلب کرده اند. اما هنگامی که در چرخه اولیه شارژ می شود ، یک باتری با یک آند مستقر در سیلیکون بیش از 20٪ یون های لیتیوم مورد استفاده خود را برای ذخیره سازی برق از دست می دهد ، که منجر به کاهش ظرفیت باتری می شود. برای برطرف کردن این مسئله ، روشی از "پیش بارگیری لیتیوم" یا "پیش لیتیون" که با اضافه کردن لیتیوم اضافی قبل از مونتاژ باتری برای جبران کاهش لیتیوم در طول دوچرخه باتری ، مورد بررسی قرار گرفته است. روشهای استفاده شده تاکنون مانند استفاده از پودر لیتیوم اشکالاتی در رابطه با خطرات ایمنی و هزینه بالا دارد.
آند مبتنی بر سیلیکون پرلیته شده که توسط تیم تحقیقاتی تولید شده است ، در اولین بار کمتر از 1٪ لیتیوم فعال را از دست می دهد و بازده اولیه بالای باتری 99٪ یا بالاتر را از دست می دهد. باتری تولید شده با آند پیش لایت دار چگالی انرژی 25٪ بیشتر از باتری قابل مقایسه با استفاده از یک آند گرافیتی موجود در بازار نشان می دهد.
دکتر لی ، رئیس این تحقیق ، اظهار داشت: "با درج تکنیک علم مواد محاسباتی در طراحی یک ساختار مولکولی بهینه ، ما توانستیم بازده یک آند سیلیکونی با ظرفیت بالا را با جهش و مرز با ساده ارتقاء دهیم. روش فقط کنترل دمای محلول و زمان واکنش: از آنجا که این فناوری به آسانی در فرآیند رول به رول مورد استفاده در امکانات تولید باتری موجود است ، روش ما پتانسیل دستیابی به موفقیت در اجرای آندهای مبتنی بر سیلیکون را دارد. باتری محقق سرپرست دکتر هونگ گفت: "این کار مشترک می تواند محقق شود زیرا KIST تحقیقات مشترک بین اعضای تیم های مختلف تحقیق را ترغیب می کند." وی در ادامه افزود: "
به منظور کاهش تعداد آزمایشات حیوانات در تحقیقات ، روشهای جایگزین مورد نظر است. اگر ایمنی موادی که به سختی مورد مطالعه قرار گرفته اند ، به عنوان مثال ، کلاس کاملاً جدید نانومواد تضمین شود ، این یک چالش خاص است. محققان Empa برای دستیابی به همین هدف ، اکنون آزمایش های لوله آزمایش را با مدل سازی ریاضی ترکیب می کنند.
آنها قبلاً در صنایع آرایشی و صنایع نساجی مورد استفاده قرار می گیرند: نانوذرات موجود در مسدود کننده های آفتاب ما را از آفتاب سوختگی محافظت می کنند ، و لباس هایی با نانوذرات نقره رشد باکتری ها را کند می کند. اما استفاده از این ترکیبات ریز نیز با مسئولیت قادر به حذف اثرات منفی برای سلامتی و محیط زیست در ارتباط است. نانوذرات متعلق به طبقه نانومواد است که هنوز هم مشخص نیستند ، اندازه آنها بین یک تا 100 نانومتر است و کاربردهای گسترده ای دارند ، به عنوان مثال در مبدل های کاتالیزوری گازهای اگزوز ، نقاشی دیواری ، پلاستیک و در nanomedicine. به همان اندازه نانومواد جدید و غیرمعمول ، هنوز مشخص نیست که آیا خطرات آنها برای انسان یا محیط زیست وجود دارد یا خیر.
این جایی است که تجزیه و تحلیل خطر و ارزیابی چرخه زندگی (LCA) به مرحله اجرا گذاشته می شود ، که وقتی به تعیین اثرات مضر یک ماده جدید از جمله سمیت وابسته بود ، به آزمایشات حیوانی تکیه می کرد. امروزه تحقیقات لازم برای کاهش و جایگزینی آزمایش های حیوانات در هر کجا امکان پذیر است. در طول 30 سال گذشته ، این رویکرد منجر به افت قابل توجهی در آزمایش حیوانات ، به ویژه در آزمایشات سم شناسی شده است. تجربه به دست آمده با مواد شیمیایی معمولی نمی تواند به سادگی به مواد جدید مانند نانوذرات منتقل شود. دانشمندان Empa اکنون در حال توسعه رویکردهای جدیدی هستند که می تواند یک کاهش قابل توجهی دیگر در آزمایش حیوانات را فراهم کند و در عین حال امکان استفاده ایمن از نانومواد را نیز فراهم آورد.
بیتریس سالیری از آزمایشگاه فناوری و جامعه Empa در سنت گالن می گوید: "ما در حال حاضر یک رویکرد جدید و یکپارچه برای تجزیه و تحلیل خطرات نانوذرات و انجام ارزیابی های چرخه زندگی تولید می کنیم." یکی از ویژگی های جدید و دیگری که با آنالیزهای متداول تفاوت دارد ، این است که علاوه بر نحوه عملکرد ماده تحت بررسی ، داده های بعدی از جمله قرار گرفتن در معرض و سرنوشت یک ذره در بدن انسان گنجانده می شود ، به گونه ای که دیدگاه جامع تر در ارزیابی ریسک گنجانیده شده است.
این تجزیه و تحلیل های خطر بر اساس خصوصیات بیوشیمیایی نانوذرات به منظور ایجاد آزمایشگاه های آزمایشگاهی مناسب ، به عنوان مثال با کشت سلولی انجام شده است. محققان برای اطمینان از نتایج حاصل از لوله آزمایش ("in vitro") در مورد شرایط موجود در بدن انسان ("in vivo") از مدلهای ریاضی ("به صورت سیلیکو") استفاده می کنند که به عنوان مثال به آنها اعتماد می کنند. مضر بودن ماده مرجع. سالیری می گوید: "اگر دو ماده مانند نانوذرات نقره و یون های نقره به همان روش عمل کنند ، خطر احتمالی نانوذرات از این طریق قابل محاسبه است."
اما برای اینکه نتایج آزمایشگاهی روی نانوذرات قطعی باشد ، ابتدا باید یک مدل مدل مناسب برای هر نوع نانوذرات توسعه یابد. پیتر ویک ، محقق Empa ، که مدیر آزمایشگاه "ذرات- زیست شناسی تعامل" در سنت گالن است ، توضیح می دهد: "موادی که استنشاق می شوند در آزمایشات با سلولهای ریه انسان بررسی می شوند." از طرف دیگر سلول های روده یا کبد برای شبیه سازی هضم در بدن استفاده می شود.
این نه تنها دوز آسیب پذیر نانوذرات را در آزمایش های کشت سلولی تعیین می کند ، بلکه شامل تمام خصوصیات بیوشیمیایی در تجزیه و تحلیل ریسک مانند شکل ، اندازه ، الگوهای حمل و نقل و اتصال - در صورت وجود - به مولکول های دیگر است. به عنوان مثال ، نانوذرات نقره آزاد در محیط کشت سلولی تقریباً 100 برابر بیشتر از نانوذرات نقره متصل به پروتئین هستند. چنین تجزیه و تحلیل های آزمایشگاهی جامع در مدل های به اصطلاح جنبشی گنجانیده شده است ، که به جای عکس فوری از یک وضعیت در لوله آزمایش ، می توانند فرایند کامل عملکرد ذرات را به تصویر بکشند.
سرانجام ، با کمک الگوریتم های پیچیده ، می توان پدیده های بیولوژیکی مورد انتظار را از این داده ها محاسبه کرد. ماتیاس روسلین ، محقق Empa می گوید: "به جای" مخلوط کردن "در آزمایش آزمایش حیوانات ، هر زمان دیگری ، می توان خطرات احتمالی نانوذرات را بر اساس موازی سازی با مواد شناخته شده ، داده های جدید از آزمایشگاه ها و مدل های ریاضی تعیین کرد. این دانشمند می افزاید: در آینده ، این همچنین ممکن است ما را قادر سازد واقع بینانه از تعامل بین نانوذرات مختلف در بدن انسان و همچنین خصوصیات برخی از گروه های بیمار مانند افراد سالخورده یا بیماران مبتلا به چندین بیماری استفاده کنیم.
تجهیزات و مشخصات اصلی فرآیند تولید دمنده آبگیر پالپ: پالپ ، غربالگری درشت ، شناور ، تصفیه ، غربالگری دقیق ، شفاف سازی ، شستشو ، پراکندگی ، لایروبی
عملکرد دمنده Roots توضیحات ۱٫ دمای ورودی رسانه انتقال دهنده نباید از ۴۰ درجه سانتیگراد بیشتر باشد. ۲- میزان ذرات موجود در محیط نباید از ۱۰۰ میلی گرم در مترمکعب تجاوز کند و اندازه ذرات نباید از نیمی از شکاف کاری ۳٫ دمای تحمل نباید بیشتر از ۹۵ باشد و دمای روغن کاری روغن نباید در طول کار بالاتر از ۶۵ باشد. ۴- استفاده از فشار نباید بیشتر از محدوده تقویت شده در صفحه نام باشد. ۵- ترخیص بین پروانه و پوشش ، پروانه و صفحه جانبی ، پروانه و پروانه پنکه Roots هنگام خروج از کارخانه تنظیم شده است. هنگام مجدداً ترخیص باید ترخیص شود. ۶٫ هنگامی که ریشه ها دمنده می شونددر حال کار است ، سطح روغن مخزن اصلی و مخزن کمکی باید بین دو خط قرمز اندازه گیری سطح روغن باشد. در حالت عادی ، دمای یاتاقان ها ، روان کننده ها و موتورها را در مخزن روغن هر ۱-۲ ساعت یکبار بررسی کنید و از مقدار تعیین شده تجاوز نکنید. دمنده ریشه در روند کار پر سروصدا است. به منظور کاهش نویز ، می توان علاوه بر نصب صدا خفه کن ، از روشهای ساده ای نیز برای کاهش نویز مانند روش سوراخ استفاده کرد. سوراخ زیرزمینی ۴/۵ متر مربعی را حفر کنید ، سوراخ را بپوشانید ، از یک مجرای استفاده کنید تا بتوانید هوا را به داخل سوراخ هدایت کنید و از مجرای دیگری برای هدایت هوای بیرون به داخل سوراخ استفاده کنید. دو کاتتر باید تا حد امکان به پایین غار قدم گذاشته شود که می تواند صدای زیادی را کاهش دهد.
پمپ وکیوم ریشه های کم آبی دمنده ریشه روش تنظیم
استفاده از دمنده ریشه ها : تغذیه تحت فشار و سر و صدای کم: پالس فشار منبع اصلی سر و صدا است ، Chundinglu Blower می تواند به طور موثری نویز را تا ۵ دسی بل کاهش دهد. مصرف انرژی پایین : طراحی دمنده ریشه می تواند فشار خنثی روی روتور را کاهش دهد و مصرف انرژی را به طور نسبی کاهش دهد. ویژگی های دمنده ریشه : ماندگاری طولانی: دمنده های خلاء کمتر از اجزای آن استفاده می کنند و هیچ سایش ندارند و می توانند برای مدت طولانی به طور مداوم اجرا شوند. ۱٫ دمنده ریشه دارای سرعت پمپاژ بزرگی در طیف وسیعی از فشار است که بطور گسترده در ماشین آلات پلاستیک ، ماشین آلات ساخت کاغذ ، ماشین های حکاکی و سایر کاربردهای خلاء استفاده می شود. ۲- روتور دمنده Roots از تقارن هندسی خوبی برخوردار است ، بنابراین دارای لرزش کمی و عملکرد صاف است ، بنابراین عمر کار دمنده را طولانی تر می کند. ۳- بین روتور و روتور دمنده Roots و بین روتور و پوسته فاصله های مناسب وجود دارد. بدون روغن کاری ، از بین رفتن اصطکاک کوچک است و می توان قدرت محرک را تا حد زیادی کاهش داد. ۴- در محفظه پمپ وکیوم ریشه های کم آبی دمنده نیازی به روغن کاری وجود ندارد که می تواند باعث کاهش آلودگی بخار روغن به سیستم خلاء و مشکل در اضافه کردن روغن روان کننده شود. ۵- دمنده وکیوم ریشه دارای دقت بالا ، عمود برشی ، سیکلوئید و خط آشکارسازی و راندمان بالاتر است. ۶٫ دمنده خلاء ریشه دارای ساختار ساده و نگهداری آسان است. ۷٫ دمنده های خلاء Roots مجهز به بشکه های فیلتر خلاء هستند تا مشتریان بتوانند از آن استفاده کنند. دامنه کاربرد دمنده ریشه : کمبود آب کاغذ ، حمل و نقل کاغذ ، مکش کاغذ ، تجهیزات کاغذی ، صنعت شیردوشی ، و غیره
آنها دریافتند که محیط کثیف یک واکنش شیمیایی در واقع می تواند شکل یک نانوذرات کاتالیزوری را به شکلی تغییر دهد که باعث فعال تر شدن آن شود آزمایشگاه ملی شتاب دهنده گرگ استوارت / SLAC
در یک مطالعه در SLAC و استنفورد ، نظریه پردازان پیش بینی کرده اند که نانوذرات کاتالیزوری ساخته شده از پالادیوم و پلاتین (سمت چپ) در طی واکنش های شیمیایی خاص (وسط) گردتر می شوند و با ایجاد جفت اتمهایی که به خصوص مکان های فعال کننده کاتالیزوری هستند ، ویژگی های گام به گام ایجاد می کنند. آزمایشات و تصاویر میکروسکوپ الکترونی مانند نمونه در سمت راست تأیید کردند که این مورد است ، و درک جدیدی از نحوه عملکرد کاتالیزورها ارائه می دهد.
بزرگنماییقبلی بعد جایگزینی فلزات گران قیمت که گازهای اگزوز را در مبدل های کاتالیزوری با مواد ارزانتر و مؤثرتر تجزیه می کنند ، از نظر اقتصادی و هم از نظر زیست محیطی اولویت اصلی دانشمندان است. کاتالیزورها باید واکنشهای شیمیایی را انجام دهند که در غیر این صورت اتفاق نمی افتد ، مانند تبدیل گازهای آلاینده از اگزوز خودرو به ترکیبات تمیز که می توانند در محیط آزاد شوند. برای بهبود آنها ، محققان نیاز به درک عمیق تری از نحوه عملکرد کاتالیزورها دارند.
اکنون تیمی در دانشگاه استنفورد و آزمایشگاه ملی شتاب دهنده SLAC وزارت انرژی دقیقاً مشخص کرده اند که کدام جفت اتم در یک نانوذره از پالادیوم و پلاتین - ترکیبی که معمولاً در مبدل ها استفاده می شود - از بین رفتن این گازها فعال ترین هستند.
آنها همچنین به سؤالی که محققان كاتالیزور را متعجب كرده است پاسخ دادند: چرا ذرات كاتالیزور بزرگتر گاهی اوقات بهتر از اندازه كوچكتر عمل می كنند ، وقتی انتظار خلاف آن را دارید؟ پاسخ مربوط به نحوه تغییر ذرات در طی واکنش است و باعث ایجاد تعداد بیشتری از سایتهای بسیار فعال می شود.
Matteo Cargnello ، استادیار مهندسی شیمی در استانفورد که هدایت تیم تحقیق را بر عهده دارد ، گفت: نتایج یک گام مهم به سمت کاتالیزورهای مهندسی برای عملکرد بهتر در فرآیندهای صنعتی و کنترل انتشار می باشد.
"هیجان انگیزترین نتیجه این کار مشخص کردن محل واکنش کاتالیزوری است - در کدام سایتهای اتمی می توانید این شیمی را انجام دهید که یک گاز آلاینده می گیرد و آن را به آب و دی اکسید کربن بی ضرر تبدیل می کند ، که این کار بسیار مهم و فوق العاده دشوار است ، "کارگنلو گفت. "اکنون که می دانیم مکانهای فعال در کجا قرار دارند ، می توانیم کاتالیزوری را مهندسی کنیم که بهتر کار کند و از مواد کمتری استفاده کنیم."
در مبدل کاتالیزوری خودرو ، نانوذرات فلزات گرانبها مانند پالادیوم و پلاتین به یک سطح سرامیک متصل می شوند. با ورود گازهای انتشار ، اتمهای روی سطح نانوذرات بر روی مولکولهای گاز منتقل شده و آنها را ترغیب می کنند که با اکسیژن واکنش نشان دهند تا آب ، دی اکسید کربن و سایر مواد شیمیایی کمتر مضر را تشکیل دهند. یک ذره واحد قبل از خسته شدن ، میلیاردها واکنش را کاتالیز می کند.
کارگنلو گفت ، امروزه مبدل های کاتالیزوری به گونه ای طراحی شده اند که در دماهای بالا کار کنند. با توجه به اینکه موتورهای بیشتری برای کار در دماهای پایین تر طراحی شده اند ، نیاز مبرم به شناسایی کاتالیزورهای جدید است که در این دماهاها عملکرد بهتری دارند ، همچنین در کشتی ها و کامیون هایی که بعید است به زودی عملکرد الکتریکی را تغییر دهند.
اما چه چیزی باعث می شود که یک کاتالیزور از دیگری فعال تر باشد؟ جواب گریزان بوده است.
در این مطالعه ، تیم تحقیقاتی نانوذرات كاتالیست ساخته شده از پلاتین و پالادیوم را از دو منظر - نظریه و آزمایش - بررسی كردند تا ببینند آیا آنها می توانند ساختارهای اتمی خاصی را در سطح خود شناسایی كنند كه در فعالیت بالاتر نقش دارند.
ذرات گرد با لبه های فشرده از طرف تئوری ، دانشمند کارکنان SLAC ، فرانک آیلدل-پدرسن و گروه تحقیقاتی وی در مرکز علوم رابط و کاتالیز SUNCAT رویکرد جدیدی را برای مدل سازی نحوه قرار گرفتن در معرض گازها و بخار در طی واکنشهای شیمیایی بر شکل و ساختار اتمی یک کاتالیزوری ایجاد کردند. Abild-Pedersen گفت ، این از نظر محاسباتی بسیار دشوار است ، و مطالعات قبلی تصور می كردند كه ذرات موجود در خلاء بوده و هرگز تغییر نمی یابند.
گروه وی روشهای جدید و ساده تری برای مدل سازی ذرات در یک محیط پیچیده تر و واقع بینانه تر ایجاد کردند. محاسبات محققان بعد از دکترا Tej Choksi و Verena Streibel اظهار داشتند که با شروع واکنش ها ، نانوذرات هشت ضلعی گردتر می شوند و سطوح صاف و شبیه به صورت آنها به یک سری مراحل کوچک لرزان تبدیل می شوند.
این تیم با ایجاد و آزمایش نانوذرات در اندازه های مختلف ، هر کدام با نسبت متفاوتی از لبه های فشرده به سطوح صاف ، امیدوار بودند که دقیقاً در کدام تنظیمات ساختاری ، و حتی کدام اتم ها ، بیشترین فعالیت کاتالیزوری ذرات را داشته باشند.
كمي كمك از آب آنجل یانگ ، دانشجوی دکترا در گروه کارگنلو ، نانوذرات را با اندازه های دقیقاً کنترل شده ساخت که هرکدام حاوی مخلوط یکنواخت توزیع شده از اتم های پالادیوم و پلاتین بودند. برای انجام این کار ، او مجبور شد روش جدیدی را برای ساختن ذرات بزرگتر با بذر درآوردن آنها در اطراف قطعات کوچکتر ایجاد کند. یانگ از پرتوهای اشعه ایکس از Stacford Synchrotron Radiation Lightsource SLAC برای تأیید ترکیب نانوذرات ساخته شده با کمک Simon Bare و تیمش SLAC استفاده کرد.
سپس یانگ آزمایشاتی را انجام داد که نانوذرات در اندازه های مختلف برای کاتالیز واکنشی که به پروپن ، یکی از متداول ترین هیدروکربنهای موجود در اگزوز وجود دارد ، به دی اکسید کربن و آب تبدیل شد.
وی گفت: "آب اینجا نقش بسیار جالب و مفیدی داشت." "به طور معمول کاتالیزورها را سموم یا غیرفعال می کند. اما در اینجا قرار گرفتن در معرض آب باعث می شود ذرات گرد شده و مکانهای فعال تری باز کنند."
نتایج نشان داد که ذرات بزرگتر فعال تر بوده و در طول واکنش ها گردتر و متراکم تر می شوند. ذرات فعال شامل بیشترین تعداد تنظیمات اتمی خاص است - یکی از آنها که در آن دو اتم ، هر کدام با هفت اتم همسایه احاطه شده اند ، جفت هایی را برای انجام مراحل واکنش تشکیل می دهند. این "جفت های 7-7" بود که به ذرات بزرگ اجازه می داد عملکرد بهتری نسبت به قطعات کوچکتر داشته باشند.
یانگ اظهار داشت ، امیدوار است كه چگونه نانوذرات را با مواد بسیار ارزانتر بذر بكشد تا هزینه آنها را كاهش دهد و استفاده از فلزات گرانبها را كاهش دهد.
علاقه به صنعت این تحقیق توسط شرکت BASF از طریق اتحاد تحقیقاتی کالیفرنیا تأمین شد ، که تحقیقات بین دانشمندان BASF و هفت دانشگاه ساحل غربی از جمله استانفورد را هماهنگ می کند.
یوجین لی ، یک ارشد گفت: "این مقاله به سؤالات اساسی در مورد سایت های فعال می پردازد ، با نظریه و دیدگاه های تجربی به روشی واقعاً زیبا برای توضیح پدیده های تجربی گرد هم می آیند. این قبلاً هرگز انجام نشده است ، و به همین دلیل بسیار مهم است." دانشمند اصلی با BASF که در مطالعه شرکت کرده است.
مهندسان دانشگاه براون با ترکیب یک ماده سرامیکی با گرافن ، آنچه را که می گویند سخت ترین الکترولیت جامد ساخته شده تا به امروز است ، ساخته اند.
آزمایشگاه شلدون / دانشگاه براون
تحقیقات نشان می دهد که کاهش اکسید گرافن (rGO) می تواند به جلوگیری از انتشار ترک مواد سرامیکی مورد استفاده در الکترولیت باتری کمک کند. این یافته ها می تواند گامی در جهت ساخت الکترولیتهای جامد باشد که به اندازه کافی برای بازار انبوه سخت باشد.
بزرگنمایی تیمی از محققان دانشگاه براون راهی برای دو برابر شدن سختی مواد سرامیکی مورد استفاده در ساخت باتری های لیتیوم یون با حالت جامد یافته اند. این استراتژی ، که در مجله Matter شرح داده شده است ، می تواند در عرضه باتری های حالت جامد به بازار انبوه مفید باشد.
کریستوس آتاناسیو ، محقق فوق دکترا در دانشکده مهندسی براون و نویسنده اصلی این تحقیق گفت: "علاقه زیادی به جایگزینی الکترولیت های مایع در باتری های جاری با مواد سرامیکی وجود دارد زیرا آنها ایمن تر هستند و می توانند چگالی انرژی بیشتری را فراهم کنند." "تاکنون تحقیقات در مورد الکترولیتهای جامد بر بهینه سازی خواص شیمیایی آنها متمرکز شده است. با این کار ، ما به این امید که ایمن تر و ایمن تر آنها برای استفاده گسترده باشند ، روی خواص مکانیکی می پردازیم."
الکترولیت مانع بین کاتد باتری و آند است که از طریق آن یونهای لیتیوم در هنگام شارژ یا تخلیه جریان می یابد. الکترولیتهای مایع بسیار خوب کار می کنند - امروزه در اکثر باتری های مورد استفاده یافت می شوند - اما برخی از این مشکلات را دارند. در جریان زیاد ، رشته های کوچکی از فلز لیتیوم می توانند در داخل الکترولیتها تشکیل شوند ، که باعث اتصال کوتاه باتری ها می شود. و از آنجا که الکترولیتهای مایع نیز قابل اشتعال هستند ، این شورت ها می توانند منجر به آتش سوزی شوند.
الکترولیتهای سرامیکی جامد قابل اشتعال نیستند ، و شواهدی وجود دارد که نشان می دهد آنها می توانند از تشکیل رشته های لیتیوم جلوگیری کنند ، که این امر می تواند باتری ها را در جریان های بالاتر کار کند. با این حال ، سرامیک مواد بسیار شکننده ای هستند که می توانند در طی فرآیند تولید و در حین استفاده دچار شکستگی شوند.
برای این مطالعه جدید ، محققان می خواستند که با تزریق یک سرامیک با گرافن - یک نانومواد کربن فوق العاده قوی - می توانند مقاومت به شکستگی مواد را افزایش دهند (توانایی ماده در مقاومت در برابر ترک خوردگی بدون اینکه از هم جدا شوند) ضمن حفظ خواص الکترونیکی مورد نیاز برای عملکرد الکترولیت.
Athanasiou با اساتید مهندسی براون برایان شلدون و نیتین پادتور که سالهاست از نانومواد برای سفت کردن سرامیک برای استفاده در صنعت هوافضا استفاده می کرده است. برای این کار ، محققان پلاکت های کوچکی از اکسید گرافن ساخته شده ، آنها را با پودر سرامیکی به نام LATP مخلوط کرده و سپس این مخلوط را گرم کردند تا کامپوزیت گرافنی و سرامیکی ایجاد شود.
آزمایش مکانیکی کامپوزیت در مقایسه با سرامیک به تنهایی بیش از دو برابر افزایش چقرمگی را نشان داد. Athanasiou گفت: "آنچه اتفاق می افتد این است که هنگامی که ترک در یک ماده شروع می شود ، پلاکت های گرافن اساساً سطوح شکسته را به هم می چسبند تا انرژی بیشتری برای اجرای ترک ایجاد شود."
آزمایشات همچنین نشان داد که گرافن با خصوصیات الکتریکی مواد تداخل نمی کند. کلید اطمینان از افزودن مقدار مناسب گرافن به سرامیک بود. گرافن خیلی کم اثر سختی حاصل نمی کند. خیلی زیاد باعث می شود مواد از نظر الکتریکی رسانا شوند ، که در الکترولیت مورد نظر نیست.
Padture گفت: "شما می خواهید كه الکترولیت یونها را هدایت كند ، نه برق." "گرافن یک هادی الکتریکی خوب است ، بنابراین ممکن است مردم فکر کنند که با قرار دادن یک هادی در الکترولیت خود ، خودمان را در پای خود شلیک می کنیم. اما اگر غلظت را به اندازه کافی کم نگه داریم ، می توانیم گرافن را از انجام کار بازداریم. سود ساختاری
در مجموع ، نتایج نشان می دهد که نانوکامپوزیتها می تواند مسیری را در جهت ساخت الکترولیتهای جامد ایمن تر با خصوصیات مکانیکی برای استفاده در برنامه های روزمره فراهم کند. این گروه قصد دارد به تلاش خود در جهت بهبود مواد ادامه دهد ، نانو مواد غیر از گرافن و انواع مختلف الکترولیت سرامیکی را نیز امتحان کند.
شلدون گفت: "به دانش ما ، این سخت ترین الکترولیت جامد است که هر کسی تا به امروز ساخته است." "من فکر می کنم آنچه که ما نشان داده ایم این است که وعده های زیادی در استفاده از این کامپوزیت ها در کاربردهای باتری وجود دارد."
پمپ وکیوم گازهای مخصوص انتقال فشار ریشه تحت فشار ویژه
گازهای ویژه به طور کلی به گازهای بیوگاز یا ضد خوردگی اشاره دارند. دمنده ریشه برای انتقال گاز طبیعی استفاده نمی شود. دمنده ریشه متعلق به دمنده تحت فشار است. فشار گاز طبیعی به راحتی باعث انفجار می شود. کمپرسور بخار MVR معمولاً برای انتقال بخار آب استفاده می شود. مواد ۲۲۰۵ استیل ضدزنگ دو طرفه است. سه انتقال مهم در دمنده Roots هنگام انتقال گاز ویژه وجود دارد. ۱٫ خروجی فن از طریق خط لوله به شاسی وصل می شود. هدف از این کار جلوگیری از فشار بیش از حد فشار خروجی است و منجر به نشت گاز می شود. از طریق خط لوله رفلکس ، نشت گاز به طور مؤثر قابل کنترل است. ۲٫ دفع مهر و موم ، مگر اینکه الزامات ویژه مشتریان ، مهر و موم های مکانیکی را انتخاب کند ، عموماً مهر و موم های هزارتوی را انتخاب می کند ، با لاستیک های معمولی بوتادین پاک و روغن اسکلت متفاوت است ، هدف از این کار نیز جلوگیری از نشت گاز است. ۳٫ مواد سرریز پوششی ضد خوردگی پمپ وکیوم گازهای مخصوص است که معمولاً دارای آبکاری نیکل و روکش تفلون است. هنگام انتقال گاز مخصوص ، دمنده Roots باید موتور ضد انفجار را تا حد امکان انتخاب کند و انتقال لوله باید ایمنی را تضمین کند.
الکترونیک چاپ شده برای نظارت بر فرایندهای تولید صنعتی پارامتر فنی
پمپ وکیوم گازهای مخصوص یک چارچوب آلی فلزی فوتوکاتالیست تقسیم آب ، که در توسعه یافته است ، محققان را قدمی به تولید سوخت هیدروژن تمیز با استفاده از نور خورشید نزدیک کرده است. خورخه گاسكون ، مدیر مركز كاتالیز ، كه هدایت این تحقیق را بر عهده دارد ، می گوید: "استفاده از انرژی خورشیدی برای ساختن سوخت های سبز به عنوان یك هدف نهایی است. با این حال ، یافتن فوتوکاتالیست های تقسیم آب کارآمد ، طولانی مدت و کم هزینه ، چالش برانگیز است. در تیم، هدف استفاده از برای یافتن مواد پایدار تقسیم آب فوتوکاتالیستی است. نیکیتا کلوبوف ، عضو تیم گاسون می گوید: "ما با کار می کنیم ، زیرا آنها مانند یک اسباب بازی ساختمانی هستند - شما قسمت های مختلفی را برای بازی در اختیار دارید و می توانید ویژگی های مورد نظر خود را تغییر دهید."
پمپ وکیوم گازهای مخصوص ها از یون های فلزی متصل شده توسط پیوند دهنده های آلی مبتنی بر کربن در یک آرایه بسیار منظم و تکرار شونده دو یا سه بعدی هستند. با تغییر فلز و جزء آلی ، می توان خانواده متنوعی از مواد ایجاد کرد. گاسکون می گوید: "این مدولار باعث می شود که ها یک بستر عالی برای توسعه درک اساسی از فرآیندهای فوتوکاتالیستی باشند." "ما می توانیم مفاهیم جدید را در فتوکاتالیز ارزیابی کنیم که ممکن است تهیه و ارزیابی با استفاده از سایر طبقات مواد دشوار یا غیرممکن باشد." همکارانشان برای آخرین کار خود MOF ایجاد کردند که از یون های فلزی تیتانیوم با استفاده می کرد ، یک پیوند ارگانیک است که برای جذب انرژی از طیف گسترده ای از نور خورشید استفاده می شود. این تیم با ترکیب با تیتانیوم ، ماده ای را تولید کرد که بتواند از آن انرژی بهینه استفاده کند.
این تیم نشان داد که تیتانیوم موجود در با نور دارای سطح انرژی ایده آل برای تولید هیدروژن در تقسیم آب فوتوکاتالیستی است. می گوید: "قسمت آلی MOF به عنوان آنتن عمل می کند که نور را جمع می کند و آن انرژی را به گره فلزی منتقل می کند ، و آن را برای انجام تحولات کاتالیزوری فعال می کند." می گوید: "گرچه فعالیت واکنش تکامل هیدروژن جدید نسبت به برخی از نیمه هادی های غیر آلی متوسط بود ، عملکرد آن در حال حاضر جزء بهترین مواد مبتنی بر تیتانیوم است." وی می افزاید: " ها هنوز هم در مراحل ابتدایی خود قرار دارند. "ما اعتقاد داریم که رویکرد ماژولار نسبت به ساخت و ساز آنها امکانات نامحدود برای بهبود عملکرد ارائه می دهد ، و ما در این جهت اولین گام ها را برداشته ایم. گاسون می گوید: "هر مرحله برای درک بهتر نحوه عملکرد کاتالیزورها در زیر نور کم اهمیت است." "هدف اصلی ما در این لحظه ، ایجاد ساختارهای جدید است که قادر به انجام کارآمد تقسیم بندی کلی آب هستند."
تقویت کننده ریشه های بیوگاز ویژگی های برجسته
۱٫ دستگاه ضد رفلکس ویژه پمپ وکیوم گازهای مخصوص می تواند از فشار بیش از حد خروجی لوله ها ، پمپ ها و تجهیزات جلوگیری کند. دستگاه رفلکس می تواند از ایمنی پمپ های تقویت کننده ، لوله ها و تجهیزات با خیال راحت محافظت کند. ۲٫ تجهیزات مجهز به موتور ضد انفجار هستند که از نوع ایمنی و ضد انفجار است. ۳٫ مجهز به شیر یک طرفه ، می تواند از برگشت جریان گاز جلوگیری کند و در نتیجه باعث اتلاف انرژی می شود. ۴- به دلیل استفاده از دونده و جعبه مارپیچی سه برگ ، سر و صدا و لرزش پمپ تقویت کننده بسیار اندک است. ۵٫ ساختار ساده. به دلیل تحمل خاص ، از دوام عالی ، عمر طولانی و نگهداری راحت برخوردار است. ۶٫ پروانه و شافت از ساختار جدایی ناپذیر هستند و پروانه فاقد سایش و پارگی است. عملکرد پمپ تقویت کننده بدون تغییر باقی مانده و می تواند برای مدت طولانی به طور مداوم اجرا شود. ۷٫ سرعت بالا ، راندمان بالا و ساختار جمع و جور. ۸- آب بندی پمپ وکیوم گازهای مخصوص قابل اطمینان است و نشت روغن رخ نخواهد داد. فشار فن تقویت کننده متان به طور کلی خیلی زیاد نیست و بهترین فشار کمتر از ۲۰ کیلو پاسکال است. فشار بالا باعث ایجاد درجه حرارت بالا می شود و این امر منجر به خطر بیوگاز می شود.
مهندسان دانشگاه براون با ترکیب یک ماده سرامیکی با گرافن ، آنچه را که می گویند سخت ترین الکترولیت جامد ساخته شده تا به امروز است ، ساخته اند.
آزمایشگاه شلدون / دانشگاه براون
تحقیقات نشان می دهد که کاهش اکسید گرافن (rGO) می تواند به جلوگیری از انتشار ترک مواد سرامیکی مورد استفاده در الکترولیت باتری کمک کند. این یافته ها می تواند گامی در جهت ساخت الکترولیتهای جامد باشد که به اندازه کافی برای بازار انبوه سخت باشد.
بزرگنمایی تیمی از محققان دانشگاه براون راهی برای دو برابر شدن سختی مواد سرامیکی مورد استفاده در ساخت باتری های لیتیوم یون با حالت جامد یافته اند. این استراتژی ، که در مجله Matter شرح داده شده است ، می تواند در عرضه باتری های حالت جامد به بازار انبوه مفید باشد.
کریستوس آتاناسیو ، محقق فوق دکترا در دانشکده مهندسی براون و نویسنده اصلی این تحقیق گفت: "علاقه زیادی به جایگزینی الکترولیت های مایع در باتری های جاری با مواد سرامیکی وجود دارد زیرا آنها ایمن تر هستند و می توانند چگالی انرژی بیشتری را فراهم کنند." "تاکنون تحقیقات در مورد الکترولیتهای جامد بر بهینه سازی خواص شیمیایی آنها متمرکز شده است. با این کار ، ما به این امید که ایمن تر و ایمن تر آنها برای استفاده گسترده باشند ، روی خواص مکانیکی می پردازیم."
الکترولیت مانع بین کاتد باتری و آند است که از طریق آن یونهای لیتیوم در هنگام شارژ یا تخلیه جریان می یابد. الکترولیتهای مایع بسیار خوب کار می کنند - امروزه در اکثر باتری های مورد استفاده یافت می شوند - اما برخی از این مشکلات را دارند. در جریان زیاد ، رشته های کوچکی از فلز لیتیوم می توانند در داخل الکترولیتها تشکیل شوند ، که باعث اتصال کوتاه باتری ها می شود. و از آنجا که الکترولیتهای مایع نیز قابل اشتعال هستند ، این شورت ها می توانند منجر به آتش سوزی شوند.
الکترولیتهای سرامیکی جامد قابل اشتعال نیستند ، و شواهدی وجود دارد که نشان می دهد آنها می توانند از تشکیل رشته های لیتیوم جلوگیری کنند ، که این امر می تواند باتری ها را در جریان های بالاتر کار کند. با این حال ، سرامیک مواد بسیار شکننده ای هستند که می توانند در طی فرآیند تولید و در حین استفاده دچار شکستگی شوند.
برای این مطالعه جدید ، محققان می خواستند که با تزریق یک سرامیک با گرافن - یک نانومواد کربن فوق العاده قوی - می توانند مقاومت به شکستگی مواد را افزایش دهند (توانایی ماده در مقاومت در برابر ترک خوردگی بدون اینکه از هم جدا شوند) ضمن حفظ خواص الکترونیکی مورد نیاز برای عملکرد الکترولیت.
Athanasiou با اساتید مهندسی براون برایان شلدون و نیتین پادتور که سالهاست از نانومواد برای سفت کردن سرامیک برای استفاده در صنعت هوافضا استفاده می کرده است. برای این کار ، محققان پلاکت های کوچکی از اکسید گرافن ساخته شده ، آنها را با پودر سرامیکی به نام LATP مخلوط کرده و سپس این مخلوط را گرم کردند تا کامپوزیت گرافنی و سرامیکی ایجاد شود.
آزمایش مکانیکی کامپوزیت در مقایسه با سرامیک به تنهایی بیش از دو برابر افزایش چقرمگی را نشان داد. Athanasiou گفت: "آنچه اتفاق می افتد این است که هنگامی که ترک در یک ماده شروع می شود ، پلاکت های گرافن اساساً سطوح شکسته را به هم می چسبند تا انرژی بیشتری برای اجرای ترک ایجاد شود."
آزمایشات همچنین نشان داد که گرافن با خصوصیات الکتریکی مواد تداخل نمی کند. کلید اطمینان از افزودن مقدار مناسب گرافن به سرامیک بود. گرافن خیلی کم اثر سختی حاصل نمی کند. خیلی زیاد باعث می شود مواد از نظر الکتریکی رسانا شوند ، که در الکترولیت مورد نظر نیست.
Padture گفت: "شما می خواهید كه الکترولیت یونها را هدایت كند ، نه برق." "گرافن یک هادی الکتریکی خوب است ، بنابراین ممکن است مردم فکر کنند که با قرار دادن یک هادی در الکترولیت خود ، خودمان را در پای خود شلیک می کنیم. اما اگر غلظت را به اندازه کافی کم نگه داریم ، می توانیم گرافن را از انجام کار بازداریم. سود ساختاری
در مجموع ، نتایج نشان می دهد که نانوکامپوزیتها می تواند مسیری را در جهت ساخت الکترولیتهای جامد ایمن تر با خصوصیات مکانیکی برای استفاده در برنامه های روزمره فراهم کند. این گروه قصد دارد به تلاش خود در جهت بهبود مواد ادامه دهد ، نانو مواد غیر از گرافن و انواع مختلف الکترولیت سرامیکی را نیز امتحان کند.
شلدون گفت: "به دانش ما ، این سخت ترین الکترولیت جامد است که هر کسی تا به امروز ساخته است." "من فکر می کنم آنچه که ما نشان داده ایم این است که وعده های زیادی در استفاده از این کامپوزیت ها در کاربردهای باتری وجود دارد."
یک چارچوب آلی فلزی (MOF) فوتوکاتالیست تقسیم آب ، که در KAUST توسعه یافته است ، محققان را قدمی به تولید سوخت هیدروژن تمیز با استفاده از نور خورشید نزدیک کرده است.
خورخه گاسكون ، مدیر مركز كاتالیز KAUST ، كه هدایت این تحقیق را بر عهده دارد ، می گوید: "استفاده از انرژی خورشیدی برای ساختن سوخت های سبز به عنوان یك هدف نهایی است. با این حال ، یافتن فوتوکاتالیست های تقسیم آب کارآمد ، طولانی مدت و کم هزینه ، چالش برانگیز است.
در تیم Gascon ، هدف استفاده از MOF برای یافتن مواد پایدار تقسیم آب فوتوکاتالیستی است. نیکیتا کلوبوف ، عضو تیم گاسون می گوید: "ما با MOF کار می کنیم ، زیرا آنها مانند یک اسباب بازی ساختمانی LEGO هستند - شما قسمت های مختلفی را برای بازی در اختیار دارید و می توانید ویژگی های مورد نظر خود را تغییر دهید."
MOF ها از یون های فلزی متصل شده توسط پیوند دهنده های آلی مبتنی بر کربن در یک آرایه بسیار منظم و تکرار شونده دو یا سه بعدی هستند. با تغییر فلز و جزء آلی ، می توان خانواده متنوعی از مواد ایجاد کرد. گاسکون می گوید: "این مدولار باعث می شود که MOF ها یک بستر عالی برای توسعه درک اساسی از فرآیندهای فوتوکاتالیستی باشند." "ما می توانیم مفاهیم جدید را در فتوکاتالیز ارزیابی کنیم که ممکن است تهیه و ارزیابی با استفاده از سایر طبقات مواد دشوار یا غیرممکن باشد."
Gascon ، Kolobov ، Amandine Cadiau و همکارانشان برای آخرین کار خود MOF ایجاد کردند که از یون های فلزی تیتانیوم با H4TBAPy استفاده می کرد ، یک پیوند ارگانیک است که برای جذب انرژی از طیف گسترده ای از نور خورشید استفاده می شود. این تیم با ترکیب H4TBAPy با تیتانیوم ، ماده ای را تولید کرد که بتواند از آن انرژی بهینه استفاده کند.
این تیم نشان داد که تیتانیوم موجود در MOF با نور دارای سطح انرژی ایده آل برای تولید هیدروژن در تقسیم آب فوتوکاتالیستی است. Kolobov می گوید: "قسمت آلی MOF به عنوان آنتن عمل می کند که نور را جمع می کند و آن انرژی را به گره فلزی منتقل می کند ، و آن را برای انجام تحولات کاتالیزوری فعال می کند."
Kolobov می گوید: "گرچه فعالیت واکنش تکامل هیدروژن MOF جدید نسبت به برخی از نیمه هادی های غیر آلی متوسط بود ، عملکرد آن در حال حاضر جزء بهترین مواد MOF مبتنی بر تیتانیوم است." وی می افزاید: "MOF ها هنوز هم در مراحل ابتدایی خود قرار دارند. "ما اعتقاد داریم که رویکرد ماژولار نسبت به ساخت و ساز آنها امکانات نامحدود برای بهبود عملکرد ارائه می دهد ، و ما در این جهت اولین گام ها را برداشته ایم."
گاسون می گوید: "هر مرحله برای درک بهتر نحوه عملکرد کاتالیزورها در زیر نور کم اهمیت است." "هدف اصلی ما در این لحظه ، ایجاد ساختارهای جدید MOF است که قادر به انجام کارآمد تقسیم بندی کلی آب هستند."
آمار مطالب
آمار کاربران
کاربران آنلاین
آمار بازدید
عضویت سریع
