Elektrokimyəvi CO _{2 çevrilmə reaksiyası vasitəsilə karbon qazının (CO 2} ) qiymətli kimyəvi məhsullara çevrilməsi çox faydalı ola bilər. Bu çevrilmə prosesi karbon tutma məhlulları tərəfindən toplanan havada artıq CO _2- dən yaxşı istifadə etməyə kömək edə bilər və beləliklə, Yer kürəsində çirklənmənin azaldılmasına potensial töhfə verə bilər.

Keçmiş tədqiqatlar duz əmələ gəlməsini müşahidə etsə də , əsas mexanizm hələ tam başa düşülməyib. Bundan əlavə, müxtəlif duzların çıxarılması məhlullarının işlənib hazırlanmasına baxmayaraq, elektrolizatorun uzunmüddətli dayanıqlığına xələl gətirmədən duzun çökməsinin qarşısını almaq və ya aradan qaldırmaq üçün effektiv strategiyalar hələ də çətin olaraq qalır.

Onların dayanıqlığının olmaması, mövcud konversiya texnologiyalarında mənfi yüklü elektrodda (yəni, katodlarda) bikarbonat duzlarının əmələ gəlməsi ilə əlaqələndirilir.

Bu duzlar zamanla toplana bilər, nəticədə qaz axını kanallarını və qaz diffuziya elektrodunun (GDE) arxa tərəfini bloklayır. Bu tıxanma öz növbəsində cihazlarda CO ₂ axınına mane ola bilər ki , bu da öz növbəsində onların səmərəliliyini əhəmiyyətli dərəcədə məhdudlaşdıra bilər.

Rays Universiteti və Hyuston Universitetinin tədqiqatçıları bu yaxınlarda müxtəlif cihazların iş şəraitində bikarbonat duzlarının əmələ gəlməsini izləmək üçün strategiya hazırlayıblar.

Təbiət Enerjisində nəşr olunan bir məqalədə təqdim olunan bu yanaşmadan istifadə edərək , onlar bu duzların necə əmələ gəldiyini daha yaxşı başa düşə bildilər və onların əmələ gəlməsini azalda biləcək bir istehsal prosesi təqdim etdilər.

“Bu iş bizim müşahidəmizdən ilhamlanıb ki, CO ₂ RR zamanı yüksək yerli pH sayəsində katalizator/AEM interfeysində yüksək karbonat ionları konsentrasiyası əmələ gəlsə də, bikarbonat duzunun kristalları katalizator təbəqəsində deyil, əsasən GDE-nin arxa tərəfində çökür”, – Techplore jurnalının müxbir müəllifi Haotian Wang bildirib.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=2793866484&adk=1121470953&adf=746485419&pi=t.ma~as.2793866484&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1740027441&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Ftechxplore.com%2Fnews%2F2025-02-hydrophobic-surface-coating-strategy-electroreduction.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTMzLjAuNjk0My45OSIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJOb3QoQTpCcmFuZCIsIjk5LjAuMC4wIl0sWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTMzLjAuNjk0My45OSJdLFsiQ2hyb21pdW0iLCIxMzMuMC42OTQzLjk5Il1dLDBd&dt=1740027441329&bpp=1&bdt=175&idt=211&shv=r20250213&mjsv=m202502130101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Dfdc40d724f2dca57%3AT%3D1735367325%3ART%3D1740027249%3AS%3DALNI_MYStQ6fUQQQLyo5Z7z1h-XhXcWBtA&gpic=UID%3D00000f80eacffadc%3AT%3D1735367325%3ART%3D1740027249%3AS%3DALNI_MYaOugky0UawScoidzfbXof3-N-iw&eo_id_str=ID%3De43bb863646b60b8%3AT%3D1735367325%3ART%3D1740027249%3AS%3DAA-AfjbQoPwZqH28q9IwcCLRSzzg&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=5662234475384&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=447&ady=1723&biw=1903&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31090477%2C95331833%2C95347433%2C95350016&oid=2&pvsid=2892141224126955&tmod=1110872139&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=624

“Tədqiqatımızın əsas məqsədi duz əmələ gəlməsi prosesini başa düşmək və MEA əsaslı CO ₂ RR sistemlərində duzun çökməsini azaltmaq və cihazın sabitliyini artırmaq üçün strategiya hazırlamaq idi.”

Qabaqcıl real vaxt monitorinq üsullarından istifadə edərək müxtəlif şəraitlərdə karbon qazının elektroreduksiyasını yaxından araşdırdıqdan sonra tədqiqatçılar bikarbonat duzlarının əmələ gəlməsi ilə nəticələnən prosesi müşahidə ediblər.

Xüsusilə, onlar elektrod səthində qazın buraxılması nəticəsində müsbət yüklü ionlar və bikarbonat ionları olan maye damcılarının miqrasiyasını müşahidə ediblər (yəni, fazalararası qaz təkamülü). Bu damlacıqlar quruduqda onların qatı duz qalıqları qaldığı aşkar edildi və nəticədə CO ₂ qazının axmasına mane oldu.

Bu fikirdən çıxış edərək, bu duz kristallarının əmələ gəlməsinin qarşısını ala biləcək bir istehsal strategiyası hazırladılar. Onların təklif etdiyi strategiya qazın axdığı kanalın səthinə su itələyici polimer qatının tətbiqini nəzərdə tutur.

“Duz damlacıqlarının çıxarılmasını asanlaşdırmaq üçün MEA elektrolizatorlarında katod qaz axını kanalının səthinə hidrofobik parilen örtüyü tətbiq etdik” dedi Hao.

“Ən diqqətəlayiq tapıntılarımızdan biri o idi ki, CO ₂ reduksiya edən elektrolizatorlarda duz əmələ gəlməsi müşahidələri kationlar və (bi) karbonat ionları daşıyan maye damcıların quruması ilə əlaqəli duzun çökməsi mexanizmini təklif etmək üçün istifadə edilmişdir.”

İlkin qiymətləndirmələrdə Hao və onun həmkarları tapdılar ki, onların istehsal strategiyası damcıların və sonradan duz kristallarının yığılmasını əhəmiyyətli dərəcədə azaldır. Bu, öz növbəsində CO _2- nin elektrokimyəvi azaldılması üçün sistemin dayanıqlığını yaxşılaşdırdı və onun etibarlı işləmə müddətini 200 mA/sm ² -də ~100 saatdan 500 saata qədər artırdı .

Bu tədqiqat qrupu tərəfindən təklif olunan strategiya tezliklə daha da sınaqdan keçirilə və sabitliyini yaxşılaşdırmaq üçün CO _2- nin çevrilməsi üçün digər elektrolizatorlara tətbiq oluna bilər . Bu, bu texnologiyaların irəliləyişinə töhfə verə bilər ki, bu da onların gələcəkdə genişmiqyaslı tətbiqini asanlaşdıra bilər.

“Əsas nailiyyət ondan ibarətdir ki, axın kanallarından damcıları qurumadan çıxarmaq üçün hidrofobik səth örtüyündən istifadə edilib, bu da elektrolizatorun işləmə dayanıqlığını artırır”, – Hao əlavə edib.

“Növbəti tədqiqatlarımızda hidrofobik örtük üsullarını optimallaşdırılmış qaz diffuziya elektrod dizaynları və ya alternativ duz çıxarma strategiyaları ilə birləşdirməklə CO ₂ RR stabilliyinin daha da gücləndirilə biləcəyini araşdıracağıq .”

Ətraflı məlumat: Shaoyun Hao et al, Duz yağıntılarının anlaşılması və idarə olunması yolu ilə elektrokimyəvi CO ₂ azaldılması reaksiyasının əməliyyat sabitliyinin yaxşılaşdırılması , Təbiət Enerjisi (2025). DOI: 10.1038/s41560-024-01695-4 .

Jurnal məlumatı: Təbiət Enerjisi 

© 2025 Science X Network