Inxhinierët e Universitetit të Delaware kanë demonstruar një mënyrë për të kapur në mënyrë efektive 99% të dioksidit të karbonit nga ajri duke përdorur një sistem elektrokimik të ri të mundësuar nga hidrogjeni.
Është një përparim i rëndësishëm për kapjen e dioksidit të karbonit dhe mund të sjellë qelizat e karburantit më miqësore me mjedisin më afër tregut.
Ekipi hulumtues, i udhëhequr nga profesori i UD Yushan Yan, raportoi metodën e tyre në Nature Energy të enjten, 3 shkurt.
Teknologji që ndryshon lojën për efikasitetin e qelizave të karburantit
Qelizat e karburantit punojnë duke shndërruar energjinë kimike të karburantit drejtpërdrejt në energji elektrike. Ato mund të përdoren në transport për gjëra të tilla si automjete hibride ose me emetim zero.
Yan, Kryetar Henry Belin du Pont i Inxhinierisë Kimike dhe Biomolekulare, ka punuar për disa kohë për të përmirësuar qelizat e karburantit hydroxide exchange membrane (HEM), një alternativë ekonomike dhe miqësore me mjedisin ndaj qelizave tradicionale të karburantit me bazë acide.
Por qelizat e karburantit HEM kanë një mangësi që i ka mbajtur ato jashtë rrugës – ato janë jashtëzakonisht të ndjeshme ndaj dioksidit të karbonit në ajër. Në thelb, dioksidi i karbonit e bën të vështirë frymëmarrjen e një qelize karburanti HEM.
Ky defekt redukton shpejt performancën dhe efikasitetin e qelizës së karburantit deri në 20%, duke e bërë qelizën e karburantit jo më të mirë se një motor benzinë. Grupi hulumtues i Yan ka qenë në kërkim të një zgjidhjeje për këtë enigmë të dioksidit të karbonit për më shumë se 15 vjet.
Disa vite më parë, studiuesit kuptuan se ky disavantazh mund të ishte në të vërtetë një zgjidhje – për heqjen e dioksidit të karbonit.
“Pasi gërmuam në mekanizëm, kuptuam se qelizat e karburantit po kapnin pothuajse çdo grimcë të dioksidit të karbonit që hynte në to, dhe ata ishin vërtet të mirë në ndarjen e tij në anën tjetër,” tha Brian Setzler, asistent profesor për kërkime në inxhinieri kimike dhe biomolekulare dhe bashkautor i studimit.
Ndonëse kjo nuk është e mirë për qelizën e karburantit, ekipi e dinte nëse ata mund ta përdornin këtë proces të integruar të “vetë-pastrimit” në një pajisje të veçantë në rrjedhën e sipërme nga grumbulli i qelizave të karburantit, ata mund ta kthenin atë në një ndarës të dioksidit të karbonit.
“Rezulton se qasja jonë është shumë efektive. Ne mund të kapim 99% të dioksidit të karbonit nga ajri me një kalim nëse kemi dizajnin dhe konfigurimin e duhur,” tha Yan.
Pra, si e bënë atë?
Ata gjetën një mënyrë për të futur burimin e energjisë për teknologjinë elektrokimike brenda membranës ndarëse. Qasja përfshinte qarkun e brendshëm të shkurtër të pajisjes.
“Është e rrezikshme, por ne arritëm ta kontrollonim këtë qelizë të karburantit të qarkut të shkurtër me hidrogjen. Dhe duke përdorur këtë membranë të brendshme të shkurtuar elektrikisht, ne ishim në gjendje të shpëtonim nga përbërësit e rëndë, të tillë si pllakat bipolare, kolektorët e rrymës ose çdo tel elektrik që gjendet zakonisht në një pirg qelizash karburanti,” tha Lin Shi, një kandidat për doktoraturë në grupin Yan dhe autori kryesor i dokumentit.
Tani, ekipi hulumtues kishte një pajisje elektrokimike që dukej si një membranë filtruese normale e krijuar për të ndarë gazrat, por me aftësinë për të marrë vazhdimisht sasi të vogla të dioksidit të karbonit nga ajri si një sistem elektrokimik më i komplikuar.
Në fakt, futja e telave të pajisjes brenda membranës krijoi një prerje të shkurtër që e bëri më të lehtë për grimcat e dioksidit të karbonit të udhëtojnë nga njëra anë në tjetrën. Gjithashtu i mundësoi ekipit të ndërtonte një modul kompakt, spirale me një sipërfaqe të madhe në një vëllim të vogël. Me fjalë të tjera, ata tani kanë një paketë më të vogël të aftë për të filtruar sasi më të mëdha ajri në të njëjtën kohë, duke e bërë atë efektive dhe me kosto efektive për aplikimet e qelizave të karburantit. Ndërkohë, më pak komponentë do të thotë më pak kosto dhe, më e rëndësishmja, ofron një mënyrë për t’u rritur lehtësisht për treg.
Rezultatet e ekipit hulumtues treguan se një qelizë elektrokimike me përmasa 2 inç me 2 inç mund të heqë vazhdimisht rreth 99% të dioksidit të karbonit që gjendet në ajër që rrjedh me një shpejtësi prej afërsisht dy litra në minutë. Një prototip i hershëm i pajisjes spirale rreth madhësisë së një kanaçe me gaz 12 ons është në gjendje të filtrojë 10 litra ajër në minutë dhe të pastrojë 98% të dioksidit të karbonit, thanë studiuesit.
Sipas Shi, duke qenë se sistemi elektrokimik fuqizohet nga hidrogjeni, ndërsa ekonomia e hidrogjenit zhvillohet, kjo pajisje elektrokimike mund të përdoret gjithashtu në aeroplanë dhe ndërtesa ku riqarkullimi i ajrit është i dëshiruar si një masë e kursimit të energjisë. Më vonë këtë muaj, pas mbrojtjes së disertacionit të tij, Shi do t’i bashkohet Versogen, një kompani spinoff UD e themeluar nga Yan, për të vazhduar avancimin e kërkimit drejt hidrogjenit të gjelbër të qëndrueshëm.
Burimi: Sci Tech Daily
