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जॉर्जिया टेक फंड प्राप्त करने के लिए खोखला फाइबर Nanoporous सामग्री का उपयोग झिल्ली का विकास

Published on August 16, 2010 at 6:32 AM

जॉर्जिया प्रौद्योगिकी संस्थान में शोधकर्ताओं ने एडवांस्ड रिसर्च प्रोजेक्ट्स एजेंसी से धन का उपयोग कर रहे हैं - ऊर्जा - भी ARPA-ई के रूप में जाना जाता है - दो अलग अलग का पीछा, लेकिन संबंधित, कोयला जल विद्युत संयंत्रों के इनफ़्लुएंज़ा गैसों से कार्बन डाइऑक्साइड को हटाने के लिए दृष्टिकोण.

पावर पौधों संयुक्त राज्य अमेरिका में हर साल उत्सर्जित सभी कार्बन डाइऑक्साइड की लगभग एक तिहाई उत्पादन. शोधकर्ताओं खोखला फाइबर के अद्वितीय उच्च घनत्व गुणों का उपयोग करने के लिए ग्रीनहाउस गैस के उत्सर्जन से बड़ी मात्रा में हटाने के लिए लागत प्रभावी तकनीक विकसित करने का प्रयास करेंगे.

एक परियोजना में, जॉर्जिया टेक करने के लिए सीधे से सम्मानित किया, शोधकर्ताओं खोखला फाइबर मिश्रित झिल्ली कि nanoporous धातु जैविक ढांचे सामग्री का उपयोग इनफ़्लुएंज़ा गैसों से कार्बन डाइऑक्साइड अलग करने के लिए विकसित कर रहे हैं. फिर इसे जारी जब गरम - अन्य परियोजना में, खोखला फाइबर sorbents है कि एक स्पंज की तरह कार्बन डाइऑक्साइड सोख के विकास में जॉर्जिया टेक शोधकर्ताओं ओक रिज नेशनल लेबोरेटरी में सहयोगियों की सहायता कर रहे हैं.

दोनों पॉलिमर से काता खोखला फाइबर के बहुत उच्च सतह मात्रा गुणों का लाभ ले जाएगा. झिल्ली परियोजना के लिए, शोधकर्ताओं ने एक मध्यम आकार कॉम्पैक्ट फाइबर द्वारा अनुमति दी पदचिह्न का उपयोग कर इमारत के भीतर झिल्ली क्षेत्र के एक लाख वर्ग मीटर उपलब्ध कराने कल्पना.

", इस के साथ चुनौती देने के लिए एक तकनीक है कि न केवल शारीरिक रूप से काम करता है, लेकिन है कि एक बड़े पैमाने पर बनाया जा सकता है और सस्ते में संचालित," दाऊद Sholl, जो केमिकल के जॉर्जिया टेक स्कूल में एक प्रोफेसर के रूप में झिल्ली परियोजना ओर जाता है और कहा इंजीनियरिंग Biomolecular. "अगर हम सफल रहे हैं, इस तकनीक कोयले के दहन से कार्बन उत्सर्जन को कम करने की कोशिश कर रहा पर एक बहुत ही महत्वपूर्ण प्रभाव हो सकता है."

बिजली संयंत्रों में कार्बन डाइऑक्साइड के उत्सर्जन कैप्चरिंग समझ में आता है क्योंकि उत्सर्जन वहाँ केंद्रित कर रहे हैं, Sholl कहते हैं. लेकिन मौजूदा प्रौद्योगिकी है, जो एक जलीय समाधान के माध्यम से ढेर गैसों बुदबुदाती और तब कार्बन डाइऑक्साइड को हटाने शामिल है, एक बिजली संयंत्र द्वारा उत्पादित ऊर्जा की कम से कम एक तिहाई भस्म हो जाएगा.

झिल्ली सैद्धांतिक रूप से अन्य गैसों से कार्बन डाइऑक्साइड कम ऊर्जा इनपुट के साथ अलग कर सकता है. लेकिन कोई मौजूदा झिल्ली सामग्री काम करते हैं जबकि काफी मजबूत करने के लिए शत्रुतापूर्ण इनफ़्लुएंज़ा गैस वातावरण में संचालित किया जा रहा है - और बड़े क्षेत्रों के लिए की जरूरत काफी सस्ती है.

"कितना कोयला जला दिया है या कितना गैस प्रति सेकंड का उत्पादन किया है मात्रा सचमुच अविश्वसनीय किसी भी तरह से तुम इसे देखो" Sholl, जो ऊर्जा स्थिरता में एक जॉर्जिया रिसर्च एलायंस प्रख्यात विद्वान ने कहा. "वास्तव में एक अच्छा झिल्ली के साथ, हम बिजली संयंत्र प्रति एक लाख वर्ग मीटर क्षेत्र के की तरह कुछ की जरूरत है वह राशि असंभव लगता है, लेकिन यह कुछ पहले से ही जल अलवणीकरण सुविधाओं में किया जा रहा है है. होगा."

एक बाल से खोखले कोई मोटा फाइबर पर्याप्त झिल्ली सतह क्षेत्र प्रदान करने के लिए कुंजी हैं, विलियम Koros, जो रासायनिक और Biomolecular इंजीनियरिंग के स्कूल में एक प्रोफेसर के रूप में दोनों परियोजनाओं पर काम कर रहा है ने कहा.

", डिजाइन, संपर्क क्षेत्र है कि झिल्ली या sorbent मात्रा का एक घन मीटर में पैक किया जा सकता है है का विवरण के आधार पर सैकड़ों या हजारों बार की तुलना में अधिक प्रतिस्पर्धी दृष्टिकोण के माध्यम से प्राप्त किया जा सकता है किया जा सकता है," Koros, जो एक जॉर्जिया रिसर्च है ने कहा झिल्ली विज्ञान और प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में गठबंधन प्रख्यात विद्वान. "यह हमें पहले से ही तंग विद्युत संयंत्रों में फिट करने के लिए नई कार्बन कब्जा सामग्री की अनुमति होगी."

Sholl और उनके सहयोगियों ने कम्प्यूटेशनल तकनीकों का उपयोग कर रहे हैं लगभग 5,000 यौगिकों कि धातु जैविक ढांचे सामग्री में इस्तेमाल किया जा सकता है, जो उप माइक्रोन पैमाने पर क्रिस्टल है कि फाइबर के लिए जोड़ दिया जाएगा अन्य गैसों से कार्बन डाइऑक्साइड को अलग कर रहे हैं स्क्रीन. कम्प्यूटेशनल तकनीकों का प्रयोग, वे 50 कि और संश्लेषित होगा परीक्षण के रूप में कुछ उम्मीदवार सामग्री की संख्या में कटौती की उम्मीद है.

"हम कम्प्यूटेशनल स्क्रीनिंग और एक सामग्री है कि वास्तव में एक झिल्ली में इस्तेमाल किया जा सकता है भविष्यवाणी कनेक्ट करने की कोशिश कर रहे हैं" कार्सन मेरेडिथ, भी रासायनिक और Biomolecular इंजीनियरिंग के स्कूल में एक प्रोफेसर ने कहा. "हम एक तेजी से रास्ते में इन यौगिकों का अध्ययन, सिर्फ ब्याज की कुंजी गुणों को मापने होगा."

उन गुणों प्रस्तार शामिल हैं - के माध्यम से कार्बन डाइऑक्साइड की अनुमति की क्षमता - चयनात्मकता और है, जो इसे अन्य गैसों को बाहर करने के लिए अनुमति देगा. यही स्क्रीनिंग एक मुट्ठी भर है कि वास्तव में अधिक विस्तृत परीक्षण के लिए झिल्ली बनाने के लिए इस्तेमाल किया जाएगा के लिए उम्मीदवारों की संख्या में कटौती करनी चाहिए, Sholl कहा.

दो साल के अनुदान की अवधि के अंत में, शोधकर्ताओं के लिए उत्पादन किया है और प्रयोगशाला पैमाने पर खोखला फाइबर झिल्ली परीक्षण की उम्मीद है. वे तो एक निर्माता के साथ भागीदार के एक पायलट पैमाने पर परीक्षण के लिए फाइबर के बंडलों का उत्पादन होगा.

Last Update: 3. November 2011 02:03

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