Un metodo rivoluzionario per aggiungere il 99% di CO2 dell’aria

I mucchi di combustibile a membrana si scambiano l’idrossido per l’attuazione dello studio e la soluzione alternativa per i mucchi di combustibile tradizionali. Elles seraient en effet plus économiques et plus écologiques que les piles utilisées aujourd’hui. Elles présentent cependant l’inconvénient d’être extrêmement sensibles au dioxyde de carbone de l’air, qui réduit ses performance. Après plus de 15 ans de recherche, ungroup de scientifiques de tireer profit de cet ostacolo et proporre una soluzione particulièrement affittabile permanente d’extraire 99% du CO2 presente nell’aria.

Une pile à combustible génère une tension électrique grâce à l’oxydation d’un combustible réducteur (per esempio il dihydrogène) couplée à la réduction d’un oxydant, tel que l’oxygène de l’air. Elle est constituée de due placche bipolari (une qui distribue l’hydrogène, l’autre qui distribue l’oxygène), de due elettrodi et d’une membrane échangeuse d’ions (qui fait office d’éelectrolyte). De plus, l’oxydation est généralement catalysée par du platine. Mais ce métal est rare et cher, c’est pourquoi les scientifiques recherchent des alternatives.

Contrairement aux piles traditionalnelles dont l’éelectrolyte est acid (ions H⁺), le pile a combustibile e la membrana sostitutiva di idrossido (HEM) implicano un ambiente alcalino che consente di utilizzare i catalizzatori e le placche bipolari più noleggiabili. Cependant, leur fonctionnement est largement impacté par la CO2 ambiant, qui empêche la pile de fonctionner de façonoptime. Ce problème induit jusqu’à 20% de baisse de performance, selon les chercheurs. Il professore Yushan Yan, e il figlio dell’équipe du Centre pour la science et la technologie catalytiques dell’Université du Delaware, ont réalisé que cet inconvénient pouvait en fait servir à liminer le dioxyde de carbone de l’air.

Una tecnica di separazione innovativa

Catturare la CO2 dell’aria tramite un dispositivo alimentare à l’hydrogène pourrait mener non seulement au développement de piles à combustibili più rispettosi dell’ambiente, mais pourrait potentiellement contribuer à la lutte contre le réchaique. « Nous avons réalisé que les piles à fuel capturaient pratiquement tout le dioxyde de carbone de l’air qui y pénétrait, et qu’elles étaient très efficacis pour le séparer de l’autre côté » esplicito dans un comunicato Brian Setzler, professeur adjoint pour la recherche en génie chimique et biomoléculaire et co-auteur de l’article de recherche.

Le phénomène affettie le funzioni della pila, mais l’équipe a réalisé qu’elle pouvait de ce fait servir de separatour de dioxyde de carbone — en d’autres termes, la pila permettrait d’extraire efficacement de l’airle CO2. « Il s’avère que notre approche est très efficace. Nous pouvons Capturer 99% du dioxyde de carbone de l’air en un seul passaggio si nous avons la bonne conception et la bonne configuration », un preciso Yan.

Pour atteindre ce haut niveau de rendement, ils ont intégré au système électrochimique une membrane court-circuitée, qui conduit à la fois les anions (CO₃^2-) et elettronica. Le dispositif est alimenté par l’hydrogène, comme une pile à combustibili, mais ne necessite pas de fils électriques, de placche bipolaires ou de collecteurs de courant, et peut donc être modulé comme une membrane de separation typé l’expélique, refue Energia della natura.

Un dispositivo très efficace ed economico

Intégrer les fils du dispositif directement à l’intérieur de la membrane a permis de mettre au point un module plus compact, enroulé sur lui-même — et ainsi de disposer d’une plus grande surface d’échange tout en limitant le volume. Cette struttura permet égallement aux particules de dioxyde de carbone de se déplacer plus facilement d’un côté à l’autre ; il modulo è in grado di filtrare più grandi quantità d’aria à la fois.

Les résultats montrent qu’une cellule électrochimique dotée d’une membrane court-circuitée de 25 cm² peut eliminer plus de 99% du CO2 present dans l’air, dont le debit est de 2000 cm³/min, pendant 450 heures, et peut fonctionner efficacia dans des condition dynamiques de suivi de charge. Un primo prototipo di dispositivo, della coda di una bottiglia di soda, è possibile filtrare 10 litri d’aria al minuto ed eliminare più il 98% di diossido di carbone, ont ajouté les chercheurs. Pour une application automobile, le dispositif aurait à peu près la taille d’un gallon de lait (soit environ 3,7 litri), un preciso Setzler.

Ce système innovativo apparaît donc à la fois efficace et affittabile per le applicazioni di pile à combustibile. En outre, la réduction du nombre de composants nécessaires entraîne une diminution notable des coûts et, surtout, permet d’envisager une entrée rapide sur le marché. « Notre analysis technico-economique indique qu’un module compact capace d’eliminer plus de 99% du CO2 coûte 112 dollari pour une pile HEM de 80 kW_rete », precisent les auteurs de l’étude.

Bien entendu, un tel dispositif pourrait égallement être utilisé pour éliminer le dioxyde de carbone dans d’autres contextes. L’équipe évoque notamment la possibilité de l’installer à bord des vaisseaux spatiaux ou des sous-marins, où la filtration continua de l’air est essentielle. Il pourrait par ailleurs être mis à profit dans les avions et les bâtiments, où il ricircolo dell’aria costituisce l’une des mesures d’économie d’énergie envisagées.

Fonte : L. Shi et al., Nature Energy