Posted in | Nanomaterials

Η αναζήτηση για Βελτιωμένη Σφουγγάρια Carbon παίρνει Ταχύτητα

Published on May 28, 2010 at 3:18 AM

Εργαστήριο Jeffrey Long θα φιλοξενήσει σύντομα ένα γύρο το εικοσιτετράωρο, ρομποτικά χορογραφία κυνήγι για τον άνθρακα πεινασμένοι υλικά. Το Εργαστήριο Berkeley χημικός οδηγεί μια διαφορετική ομάδα επιστημόνων του οποίου στόχος είναι να ανακαλύψουν γρήγορα τα υλικά που μπορούν λωρίδα αποτελεσματικά το διοξείδιο του άνθρακα από την εξάτμιση ενός σταθμού παραγωγής ενέργειας της , πριν φύγει από το φουγάρο και συμβάλλει στην αλλαγή του κλίματος.

Περισσότερο από ένα γήπεδο ποδοσφαίρου της επιφάνειας στην παλάμη του χεριού σας. Μπορεί οι επιστήμονες μόδα μέταλλο-οργανικά πλαίσια, εμφανίζονται σε αυτήν την εικόνα, σε άνθρακα που απορροφούν σφουγγάρια; Θα λειτουργεί η ύλη σε μονάδα παραγωγής ενέργειας; Berkeley Lab επιστήμονες ελπίζουν να ανακαλύψουν σύντομα.

Είναι στοιχημάτων σε ένα πρόσφατα ανακαλύφθηκε κατηγορία υλικών που ονομάζεται μέταλλο-οργανικά πλαίσια που διαθέτουν ένα ρεκόρ-συγκλονιστική εσωτερική επιφάνεια. Ένας κύβος ζάχαρης μεγέθους κομμάτι, αν ξεδιπλώνεται και ισοπέδωσε, θα ήταν περισσότερο από κουβέρτα ένα γήπεδο ποδοσφαίρου. Το κρυσταλλικό υλικό μπορεί επίσης να ρυθμιστεί για να απορροφήσει συγκεκριμένα μόρια.

Η ιδέα είναι να μηχανικός αυτόν τον εξαιρετικά πορώδη ένωση σε ένα αδηφάγο σφουγγάρι που καταπίνει το διοξείδιο του άνθρακα.

Και πρόκειται για την ταχύτητα. Οι επιστήμονες ελπίζουν να ανακαλύψουν το υλικό αυτό το όνειρο σε ένα-δύο χρόνια ιλιγγιώδη τρεις, ίσως και νωρίτερα. Για να γίνει αυτό, θα δημιουργηθεί ένα αυτοματοποιημένο σύστημα που συνθέτει ταυτόχρονα εκατοντάδες μέταλλο-οργανικά πλαίσια, οθόνες, στη συνέχεια, τα πιο ελπιδοφόρα υποψήφιοι για περαιτέρω επεξεργασία.

«Διαδικασία ανακάλυψης μας θα είναι μέχρι και 100 φορές πιο γρήγορα από ό, τι οι σημερινές τεχνικές», λέει ο Λονγκ. "Πρέπει να βρούμε γρήγορα επόμενης γενιάς υλικά που σύλληψη και απελευθέρωση διοξειδίου του άνθρακα, χωρίς να απαιτείται πολλή ενέργεια."

Δέσμευσης διοξειδίου του άνθρακα είναι το πρώτο βήμα για την δέσμευση και αποθήκευση άνθρακα, την αλλαγή του κλίματος στρατηγική μετριασμού που περιλαμβάνει την άντληση συμπιεσμένο διοξείδιο του άνθρακα που συγκεντρώνεται από μεγάλες σταθερές πηγές σε υπόγειους σχηματισμούς πετρωμάτων που μπορεί να αποθηκεύσει το για γεωλογικές χρονικές κλίμακες. Πολλοί επιστήμονες, συμπεριλαμβανομένων Διακυβερνητική Επιτροπή των Ηνωμένων Εθνών για την Κλιματική Αλλαγή, πιστεύουν ότι η τεχνολογία είναι το κλειδί για τον περιορισμό της ποσότητας του διοξειδίου του άνθρακα που εισέρχεται στην ατμόσφαιρα. Τα ορυκτά καύσιμα όπως ο άνθρακας και το φυσικό αέριο θα παραμείνει πιθανή η φθηνή και άφθονη πηγές ενέργειας για τις επόμενες δεκαετίες - ακόμη και με τη συνεχή ανάπτυξη των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.

Δέσμευση και αποθήκευση άνθρακα, ο οποίος δοκιμάζεται σε μεγάλη κλίμακα μόνο σε λίγα μέρη στον κόσμο. Ένα από τα μεγαλύτερα εμπόδια για τη βιομηχανική κλίμακα εφαρμογή είναι παρασιτική κόστος ενέργειας. Άνθρακα σημερινή υλικά συλλάβει, όπως τα υγρά πλυντρίδες αμίνη, η SAP ένα επιβλητικό 30 τοις εκατό της ενέργειας που παράγεται από μια μονάδα παραγωγής ενέργειας.

Για να ξεπεραστεί αυτό, οι επιστήμονες αναζητούν εναλλακτικές λύσεις που μπορούν να χρησιμοποιηθούν ξανά και ξανά με το ελάχιστο κόστος της ενέργειας. Είναι μια αργή, σχολαστικός διαδικασία. Πολλά υποσχόμενη υλικά όπως το μέταλλο-οργανικά πλαίσια έρχονται σε εκατομμύρια παραλλαγές, μόνο μια χούφτα από τα οποία ευνοούν τη σύλληψη του άνθρακα. Η εύρεση ακριβώς το σωστό υλικό που μπορεί να διαρκέσει χρόνια.

Αυτό θα μπορούσε να αλλάξει. Στις αρχές Μαΐου, η ομάδα του Long άρχισε διαπραγματεύσεις τριών ετών, 3.600.000 αμερικανικών δολαρίων επιχορήγηση από το Υπουργείο προηγμένα ερευνητικά έργα Υπηρεσίας Ενέργειας-Ενέργεια (ARPA-Ε) για να supercharge την αναζήτηση.

«Θέλουμε να τρέξει η διαδικασία ανακάλυψης πολύ γρήγορα και να βρει τα υλικά που καταναλώνουν μόνο το 10 τοις εκατό της ενέργειας ενός πυρηνικού σταθμού», λέει ο Long, ο οποίος δουλεύει με τους συναδέλφους Berkeley Lab επιστήμονες Maciej Haranczyk, Eric Masanet, Jeffrey Reimer, και Berend Smit για το έργο . Μαζί, θα δημιουργήσουν ένα state-of-the-art γραμμή παραγωγής.

Ένα ρομπότ θα συνθέσει αυτόματα εκατοντάδες μέταλλο-οργανικά πλαίσια και περίθλαση ακτίνων Χ, θα προσφέρουν μια πρώτης διόδου αξιολόγησης στην αναζήτηση για τα καθαρά νέα υλικά. Μαγνητική φασματοσκοπία στη συνέχεια θα ξετρυπώσουμε τα υλικά με την κατανομή του μεγέθους των πόρων είναι καταλληλότερα για τη δέσμευση άνθρακα.

Έπειτα έρχεται η μεγάλη δοκιμασία: να την δέσμευση διοξειδίου του άνθρακα από καυσαέρια; High-καθ 'όλη την ανάλυση του φυσικού αερίου ρόφησης διεξάγεται με τη χρήση νέων οργάνων που χτίστηκε από αγριόγατα Discovery Τεχνολογίες του Σαν Ντιέγκο, Καλιφόρνια θα δώσει την απάντηση.

Αλγόριθμους υπολογιστών θα επαναλαμβάνουμε συνεχώς μέσα από τα δεδομένα που προκύπτουν και να βελτιώσετε τον επόμενο γύρο της σύνθεσης. Πολλά υποσχόμενη υλικά θα είναι επίσης να αξιολογηθεί για να κριθεί εάν τα συστατικά είναι πολύ ακριβά για μεγάλης κλίμακας εμπορευματοποίησης.

"Δεν θέλουμε να ανακαλύψουν ένα μεγάλο υλικό και να βρουν αυτό είναι τόσο ακριβό που κανείς δεν θα το χρησιμοποιήσουν», λέει ο Λονγκ.

Last Update: 7. October 2011 03:32

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit