Efterligning af dykkerklokke-edderkoppen for at forbedre kulstofomdannelsen til brændstof

Et team af forskere tilknyttet flere institutioner i Frankrig har fundet en måde at forbedre omdannelsen af ​​CO ₂ til brændstoffer ved at efterligne adfærden hos dykkerklokkeedderkoppen. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Naturmaterialer , gruppen beskriver brugen af ​​opfangede luftbobler til at forbedre omdannelseseffektiviteten af ​​kuldioxid til brugbare brændstoffer.

Nuværende elektrokemiske processer, der omdanner CO ₂ i kulbrinter bruger typisk kobber som en elektrokatalysator - det er generelt belagt med elektroder og nedsænket i en væske, der indeholder kuldioxid. Anvendelse af elektricitet sætter gang i reduktionsprocessen, der omdanner CO ₂ til metan, ethanol, ethylen og kuldioxid. Desværre, sådanne processer producerer også brintgas, hvilket reducerer effektiviteten af ​​processen. Bestræbelser på at forbedre processen har involveret at forme elektroderne til nanostrukturer eller ved at dope kobberet med andre materialer. Men indtil videre, en sådan indsats har ikke resulteret i tilstrækkelige effektivitetsforbedringer. I denne nye indsats, forskerne kiggede på dykkeredderkoppen for at få inspiration.

Dykkerklokkeedderkopper er i stand til at svømme under vandet, fordi de har stærkt hydrofobe hår på deres underliv, der gør det muligt at fange en luftboble, som edderkoppen bruger til at trække vejret under vand. Forskerne troede, at hvis kobberet i en CO ₂ konverteringsprocessen gjorde nogenlunde det samme, mere kuldioxid ville blive udsat for kobberet under omdannelsen, forbedre effektiviteten. Til det formål, de smedede et stykke kobber med lille, trælignende former på overfladen og belagt den med et hydrofobt materiale. Da kobberet blev nedsænket i en CO ₂ - indeholdende opløsning, bobler dannet på overfladen af ​​kobberet. Og når der blev brugt elektricitet, konverteringsprocessen foregik som normalt, med en stor forskel. Processen var meget mere effektiv.

Forskerne rapporterer, at effektiviteten af ​​konverteringen var cirka 56 og 17 procent for ethylen og ethanol, sammenlignet med 9 og 4 procent i konventionelle systemer. Også, brintproduktionen blev målt til 10 procent, sammenlignet med 71 procent for traditionelle systemer. Forskerne bemærker, at der kræves mere arbejde, imidlertid, fordi processen kræver mere elektricitet end konventionelle systemer.

© 2019 Science X Network