Przyspieszone przekształcanie CO2: dziesięć eksperymentów ujawniających tajniki syntetycznych paliw w nowym badaniu

WarsawNaukowcy z Empa opracowali zautomatyzowany system, który przyspiesza eksperymenty elektrolizy CO₂ dziesięciokrotnie. Nowa technologia umożliwia im szybsze badanie katalizatorów, elektrod i warunków reakcji.

Naukowcy wykorzystują małe urządzenia zwane reaktorami do tego procesu. Mają oni dziesięć reaktorów w swojej konfiguracji. Każdy reaktor jest połączony z różnymi wylotami gazowymi i ciekłymi oraz instrumentami. Te elementy służą do pomiaru:

• Ciśnienie
• Temperatura
• Przepływy gazów
• Produkty reakcji w stanie ciekłym i gazowym

Naukowcy z Empa i Instytutu Paula Scherrera (PSI) stworzyli nowy system do elektrolizy CO₂, jedyny w swoim rodzaju. Praca ta jest częścią projektu SynFuels, a zespół opublikował swoje projekty i oprogramowanie w czasopiśmie Nature Catalysis. Ich celem jest szybkie odkrycie skutecznych metod przekształcania CO₂ w paliwa syntetyczne.

W typowym silniku spalinowym paliwo spala się, tworząc wodę, CO₂ i energię. Teoretycznie, można by odwrócić ten proces, używając odnawialnej energii do przekształcenia CO₂ z powrotem w paliwo syntetyczne. Jednakże, ten proces obejmuje skomplikowane reakcje, które wytwarzają ponad 20 różnych substancji, a nie tylko pożądane paliwo. To sprawia, że trudne jest znalezienie odpowiednich katalizatorów i warunków.

Nowy system rozwiązuje ten problem poprzez generowanie dużej ilości wysokiej jakości danych. Dane są zbierane automatycznie przy użyciu precyzyjnego czasu. Badacze napotkali brak odpowiednich narzędzi dostępnych na rynku. Współpracując z Agilent Technologies, opracowali pierwsze na świecie urządzenie do chromatografii cieczowej online. Maszyna ta mierzy produkty ciekłe reakcji w czasie rzeczywistym podczas elektrolizy CO₂.

Zobacz również:

Dzisiaj · 15:52

Miasta a zdrowie Rafy: wykorzystanie kompensacji wodnej

Naukowcy przyspieszyli przebieg eksperymentów, co zaowocowało dużą ilością danych. Aby to opanować, opracowali bezpłatne oprogramowanie do analizy danych. Zamierzają również udostępnić te dane innym naukowcom, aby przyspieszyć nowe odkrycia.

Po opublikowaniu wyników badania dane często są odkładane na bok, co nie jest efektywne. Wspólny projekt o nazwie PREMISE, prowadzony przez Empa, PSI oraz ETH Zurich, ma na celu rozwiązanie tego problemu. Projekt dąży do stworzenia standardowych metod przechowywania i udostępniania danych badawczych.

Badacze mogą czerpać korzyści z wzajemnego dzielenia się danymi. Ta współpraca stanowi również kluczowy element Krajowego Centrum Kompetencji w Badaniach (NCCR) Catalysis, które dąży do zrównoważonej chemii. Nowy system elektrolizy CO₂ będzie istotny w tym znaczącym projekcie krajowym.

Badacze z Empa zamierzają udoskonalić swój system. Planują ulepszenia zarówno sprzętowe, jak i programowe. Podzielą się swoimi nowymi danymi oraz wiedzą z innymi szwajcarskimi instytucjami badawczymi, co przyczyni się do tworzenia bardziej ekologicznych paliw syntetycznych.

Badacze uważają, że ich praca znacząco wpłynie na przyszłe rozwiązania energetyczne. Kluczowym elementem ich planu jest otwarte udostępnianie narzędzi i danych. Liczą na to, że inni badacze przyjmą podobne podejście, co przyspieszy postęp w tej dziedzinie.