Kan nanopartikler ændre brændstofproduktionen?

Vi kan ikke sige, om du har siddet og bidt dig over spørgsmålet, men vi ville være villige til at gamble om, at du har et forbigående spørgsmål om, hvornår alternative brændstoffer ville være lettere tilgængelige, eller når du kunne få bedre kilometertal på din pendling. Så lad os grave ned til de praktiske anvendelser af dette spørgsmål.

Nanopartikler er ultrafine materienheder, der ikke måler mere end 100 nanometer i længden, bredde eller højde. De har en rolle at spille i brændselsceller - og deres potentielle udskiftning af forbrændingsmotorer. Brændstofceller producere elektricitet gennem en kemisk reaktion, og nanopartikler kan tjene som katalysatorer, der letter disse reaktioner.

Så vi kan alle gå hjem nu, da det hele giver god mening, ret? Ikke helt.

Disse små bits er særligt nyttige i industrielle applikationer som brændstofproduktion, som kræver holdbare katalysatorer. Nanopartikler passer til regningen, fordi de har et forholdsvis stort forhold mellem overfladeareal og volumen, hvilket betyder, at reaktionerne kan ske hurtigere (mere overflade at reagere) [kilde:Birch]. Og fordi de er så små, du behøver ikke bruge meget.

En af de nanopartikler, der oftest anvendes som katalysator for brændselsceller, er platin. Det er en god kandidat, fordi den fungerer hurtigt i en reaktion og menes at være nogenlunde stabil [kilde:Bond]. Men platin er virkelig dyrt i industriel skala, selvom du kun bruger nanopartikler af det, og den går gradvist i stykker. Forskere ved Brown University opdagede for nylig, at en kobolt -nanopartikelkatalysator fungerede næsten lige så godt som platin, men viste sig at være meget mere holdbar.

Hvad betyder det for dig? Godt, sammen med at være dyrt, platin er et ædle metal, fordi det ikke er rigeligt. En katalysator, der bruger nanopartikler af noget som kobolt, kunne gøre brændselsceller til en meget mere levedygtig mulighed - kobolt er let tilgængeligt og billigt. Så det kunne hjælpe med at skabe flere brændselsceller, hvilket ville mindske efterspørgslen efter produktion af fossilt brændstof.

Men det er ikke den eneste evne, nanopartikler har, når det kommer til brændstofproduktion. Cerium nanopartikler er også begyndt at blive tilsat visse brændstoffer for at gøre brændstofforbrændingen mere effektiv. Elementet hjælper med at oxidere kulstof ved en lavere temperatur, end dieselmotorer normalt har brug for; det betyder, at de kan bruge mindre brændstof og resulterer i mindre sod [kilde:EPA].

Men tilføjelse af cerium kan betyde, at vi bare øger en anden form for forurening - ceriumforurening. Indtil nu, forskere ved Marshall University i West Virginia har vist, at ceriumnanopartikler kan rejse fra lungerne til leveren, producerer leverskader. Fordi dette cerium er i nanopartikelform, det har potentiale til lettere at komme ind i vores lunger end større partikler som sod. Trods alt, det er kun omkring 1/40, 000 gange så stor som bredden på et menneskehår [kilde:Marshall University].

Så mens nanopartikler kan ændre brændstofproduktionen på mange måder, vi skal sørge for, at vi ikke ændrer det til det værre (eller bare bytter det ene onde til det andet).

Masser mere information

Forfatterens note:Kan nanopartikler ændre brændstofproduktionen?

Som en, der ikke overvejer kompleksiteten af ​​nanopartikler, Jeg vil modvilligt indrømme, at jeg nok skulle have. Disse bittesmå stumper bliver tilføjet robust til ikke kun brændstof, men mad og kosmetik. Vi ved endnu ikke præcis, hvad de gør ved menneskekroppen, men vi burde nok finde ud af det før end senere.

relaterede artikler

• Kunne nanokrystaller være den næste store brændstofkilde?
• Ændrer nanoteknologi bygningsindustriens ansigt?
• 5 produkter til bedre brændstoføkonomi

Kilder

• Birk, Hayley. "Nanokrystaller kommer i form til katalyse." Royal Society of Chemistry. 30. januar, 2009. (20. marts, kl. 2013) http://www.rsc.org/chemistryworld/News/2009/January/30010903.asp
• Bånd, Geoffrey. "Hvorfor er platin en god katalysator?" Platinum Metals Anmeldelse. 25. februar kl. 2005. (20. marts, 2013) http://www.platinummetalsreview.com/resources/view-questions-answers/why-is-platinum-a-good-catalyst-2/
• Clark, Jim. "Typer af katalyse." ChemGuide. September 2012. (20. marts, 2013) http://www.chemguide.co.uk/physical/catalysis/introduction.html
• Encyclopædia Britannica Online. "Nanopartikel." Encyclopædia Britannica Online. "2013. (20. marts, kl. 2013) http://www.britannica.com/EBchecked/topic/1109065/nanoparticle.
• Georgia Tech School of Chemical and Biomolecular Engineering. "Nanopartikler i biobrændstofproduktion." Georgia Tech. 2013. (20. marts, 2013) http://www.chbe.gatech.edu/node/7351
• Johnston, Casey. "Nanopartikler gør biobrændstofproduktion mere effektiv." ArsTechnica. 3. januar, 2010. (20. marts, kl. 2013) http://arstechnica.com/science/2010/01/nanoparticles-make-biofuel-production-more-efficient/
• Kallio, Tanja. "Forskere opdager en måde at reducere produktionsomkostningerne for brændselsceller." Aalto Universitet. 12. december kl. 2011. (20. marts, 2013) http://chem.aalto.fi/en/current/news/view/2011-12-20-003/
• Revkin, Andrew C. "Ideer at se i 2013:Sporbare gasborevæsker." New York Times. 8. januar, 2013. (20. marts, 2013) http://dotearth.blogs.nytimes.com/2013/01/08/ideas-to-watch-in-2013-traceable-frackin-fluids/
• Soutter, Vilje. "Nanopartikler som brændstofadditiver." AzoNano.com. 3. september, 2012. (20. marts, 2013) http://www.azonano.com/article.aspx?ArticleID=3085
• ForståelseNano.com. "Brændstof og nanoteknologi." Hawks Aborre teknisk skrivning. 2013. (20. marts, 2013) http://www.understandingnano.com/fuel.html
• ForståelseNano.com. "Nanopartikler:Anvendelser og applikationer." Hawks Aborre teknisk skrivning. 2013. (20. marts, 2013) http://www.understandingnano.com/nanoparticles.html
• ForståelseNano.com. "Nanoteknologi i brændstofceller." Hawks Aborre teknisk skrivning. 2013. (20. marts, 2013) http://www.understandingnano.com/fuel-cells.html
• United States Environmental Protection Agency (EPA). "Undersøgelse af brændstofadditiver i nanostørrelse." Science Matters Nyhedsbrev. 21. september kl. 2011. (20. marts, 2013) http://www.epa.gov/sciencematters/april2011/nano.htm
• United States Environmental Protection Agency. "Nanomaterialers EPA vurderer." USA's regering. 12. februar kl. 2013. (20. marts, 2013) http://www.epa.gov/nanoscience/quickfinder/nanomaterials.htm