రైస్ యూనివర్శిటీ పరిశోధకులు ఒక ఎలక్ట్రోకెమికల్ రియాక్టర్‌ను అభివృద్ధి చేశారు, ఇది ప్రత్యక్ష గాలిని సంగ్రహించడానికి, వాతావరణం నుండి నేరుగా కార్బన్ డయాక్సైడ్ను తొలగించడానికి శక్తి వినియోగాన్ని తీవ్రంగా తగ్గించే సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంది.
కొత్త రియాక్టర్ డిజైన్ మరింత చురుకైన మరియు స్కేలబుల్ కార్బన్ డయాక్సైడ్ ఉపశమన వ్యూహాలను ప్రారంభించడం ద్వారా వాతావరణం మరియు జీవగోళంపై ఉద్గార ప్రభావాల యొక్క ఒత్తిడి సమస్యకు పరిష్కారంలో ఒక భాగం కావచ్చు.
లో ఒక అధ్యయనం ప్రకృతి శక్తి ప్రత్యేకమైన రియాక్టర్‌ను మాడ్యులర్, త్రీ-ఛాంబర్డ్ స్ట్రక్చర్‌తో దాని కోర్ వద్ద జాగ్రత్తగా ఇంజనీర్ చేసిన పోరస్ సాలిడ్ ఎలక్ట్రోలైట్ పొరను కలిగి ఉన్నట్లు వివరిస్తుంది. పారిశ్రామిక డీకార్బనైజేషన్ మరియు శక్తి మార్పిడి మరియు నిల్వ పరిష్కారాలపై పరిశోధన చేస్తున్న రైస్ కెమికల్ మరియు బయోమాలిక్యులర్ ఇంజనీర్ హవోటియన్ వాంగ్, ఈ పని “వాతావరణం నుండి కార్బన్ సంగ్రహించడంలో పెద్ద మైలురాయిని సూచిస్తుంది” అని అన్నారు.
“మా పరిశోధన ఫలితాలు కార్బన్ క్యాప్చర్‌ను మరింత ఖర్చుతో కూడుకున్నవి మరియు విస్తృత శ్రేణి పరిశ్రమలలో ఆచరణాత్మకంగా లాభదాయకంగా మార్చడానికి అవకాశాన్ని అందిస్తున్నాయి” అని అధ్యయనంపై సంబంధిత రచయిత మరియు రసాయన మరియు బయోమాలిక్యులర్ ఇంజనీరింగ్ అసోసియేట్ ప్రొఫెసర్ వాంగ్ అన్నారు.
పరికరం కార్బన్-కలిగిన పరిష్కారాల నుండి కార్బన్ డయాక్సైడ్ పునరుత్పత్తి యొక్క పారిశ్రామికంగా సంబంధిత రేట్లు సాధించింది. దాని పనితీరు కొలమానాలు, దాని దీర్ఘకాలిక స్థిరత్వం మరియు విభిన్న కాథోడ్ మరియు యానోడ్ ప్రతిచర్యలకు అనుకూలతతో సహా, విస్తృత-స్థాయి పారిశ్రామిక ఉపయోగం కోసం దాని సామర్థ్యాన్ని ప్రదర్శిస్తాయి.
“ఈ సాంకేతికత యొక్క ప్రధాన ఆకర్షణలలో ఒకటి దాని వశ్యత” అని వాంగ్ చెప్పారు, ఇది వివిధ రసాయన శాస్త్రాలతో పనిచేస్తుందని మరియు హైడ్రోజన్‌ను కోజెనరేట్ చేయడానికి ఉపయోగించవచ్చు. “డైరెక్ట్ ఎయిర్ క్యాప్చర్ సమయంలో హైడ్రోజన్ కోప్రొడక్షన్ నికర-సున్నా ఇంధనాలు లేదా రసాయనాల దిగువ తయారీకి నాటకీయంగా తక్కువ మూలధనం మరియు నిర్వహణ ఖర్చులకు అనువదిస్తుంది.”
కొత్త సాంకేతికత డైరెక్ట్ ఎయిర్ క్యాప్చర్ ప్రక్రియలలో అధిక ఉష్ణోగ్రతల వినియోగానికి ప్రత్యామ్నాయాన్ని అందిస్తుంది, ఇది కార్బన్ డయాక్సైడ్, ఆమ్ల వాయువును ఫిల్టర్ చేయడానికి అధిక-pH ద్రవాల ద్వారా తరచుగా మిశ్రమ వాయువు ప్రవాహాన్ని కలిగి ఉంటుంది. ప్రక్రియ యొక్క ఈ మొదటి దశ గ్యాస్ అణువులలోని కార్బన్ మరియు ఆక్సిజన్ అణువులను ద్రవంలోని ఇతర సమ్మేళనాలతో కలుపుతుంది, కార్బన్ డయాక్సైడ్ను ట్రాప్ చేయడానికి ఉపయోగించే రసాయన రకాన్ని బట్టి వివిధ స్థాయిల బలంతో కొత్త బంధాలను ఏర్పరుస్తుంది. ప్రక్రియలో తదుపరి ప్రధాన దశ ఈ పరిష్కారాల నుండి కార్బన్ డయాక్సైడ్ను తిరిగి పొందడం, ఇది వేడి, రసాయన ప్రతిచర్యలు లేదా ఎలెక్ట్రోకెమికల్ ప్రక్రియలను ఉపయోగించి చేయవచ్చు.
అధ్యయనం సహ-మొదటి రచయిత అయిన రైస్ పోస్ట్‌డాక్టోరల్ పరిశోధకుడు జివీ ఫాంగ్ మాట్లాడుతూ, సాంప్రదాయ డైరెక్ట్ ఎయిర్ క్యాప్చర్ టెక్నాలజీలు సోర్బెంట్ లేదా కార్బన్ డయాక్సైడ్-ఫిల్టరింగ్ ఏజెంట్ నుండి కార్బన్ డయాక్సైడ్ను పునరుత్పత్తి చేయడానికి అధిక-ఉష్ణోగ్రత ప్రక్రియలను ఉపయోగిస్తాయని చెప్పారు.
“మా పని కార్బన్ డయాక్సైడ్ను పునరుత్పత్తి చేయడానికి థర్మల్ శక్తికి బదులుగా విద్యుత్ శక్తిని ఉపయోగించడంపై దృష్టి పెట్టింది” అని ఫాంగ్ చెప్పారు, ఈ విధానం గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద పని చేయడంతో సహా అనేక అదనపు ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది, అదనపు రసాయనాలు అవసరం లేదు మరియు అవాంఛిత ఉపఉత్పత్తులను ఉత్పత్తి చేయదు.
కార్బన్ డయాక్సైడ్ను ట్రాప్ చేయడానికి ఉపయోగించే రసాయనాల రకాలు వివిధ లోపాలు మరియు ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంటాయి. అమైన్-ఆధారిత సోర్బెంట్‌లు చాలా విస్తృతంగా ఉపయోగించబడతాయి, ఎందుకంటే అవి బలహీనమైన బంధాలను ఏర్పరుస్తాయి, అంటే కార్బన్ డయాక్సైడ్ను ద్రావణం నుండి బయటకు తీయడానికి తక్కువ శక్తి అవసరం. అయినప్పటికీ, అవి చాలా విషపూరితమైనవి మరియు అస్థిరంగా ఉంటాయి. సోడియం హైడ్రాక్సైడ్ మరియు పొటాషియం హైడ్రాక్సైడ్ వంటి సోర్బెంట్లను ఉపయోగించే ప్రాథమిక నీటి ఆధారిత పరిష్కారాలు ఆకుపచ్చ ప్రత్యామ్నాయం అయినప్పటికీ, కార్బన్ డయాక్సైడ్ను తిరిగి విడుదల చేయడానికి వాటికి చాలా ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతలు అవసరం.
“మా రియాక్టర్ కార్బోనేట్ మరియు బైకార్బోనేట్ ద్రావణాలను సమర్థవంతంగా విభజించగలదు, ఒక గదిలో ఆల్కలీన్ శోషకాన్ని మరియు ప్రత్యేక గదిలో అధిక స్వచ్ఛత కార్బన్ డయాక్సైడ్ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది” అని వాంగ్ చెప్పారు. “మా వినూత్న విధానం అయాన్ కదలిక మరియు ద్రవ్యరాశి బదిలీని సమర్థవంతంగా నియంత్రించడానికి ఎలక్ట్రికల్ ఇన్‌పుట్‌లను ఆప్టిమైజ్ చేస్తుంది, శక్తి అడ్డంకులను తగ్గిస్తుంది.”
స్థిరమైన ప్రక్రియలను కొనసాగించేందుకు పరిశోధన మరిన్ని పరిశ్రమలను ప్రేరేపిస్తుందని మరియు నికర-జీరో భవిష్యత్తు వైపు ఊపందుకుంటున్నదని తాను ఆశిస్తున్నానని వాంగ్ అన్నారు. ఇది మరియు అతని ల్యాబ్‌లోని ఇతర ప్రాజెక్టులు సంవత్సరాలుగా స్థిరమైన ఇంధన ఆవిష్కరణపై రైస్ యొక్క వ్యూహాత్మక దృష్టిని ప్రతిబింబిస్తున్నాయని ఆయన తెలిపారు.
“మీరు సుస్థిరత మరియు శక్తి ఆవిష్కరణల పట్ల మక్కువ కలిగి ఉన్నట్లయితే బియ్యం ఉండవలసిన ప్రదేశం” అని వాంగ్ చెప్పారు.
అధ్యయనంలో ఇతర రచయితలు మాజీ రైస్ పోస్ట్‌డాక్టోరల్ పరిశోధకుడు జియావో జాంగ్ మరియు రైస్ డాక్టోరల్ పూర్వ విద్యార్థులు మరియు మాజీ పోస్ట్‌డాక్టోరల్ శాస్త్రవేత్తలు పెంగ్ జు మరియు యాంగ్ జియా.
పరిశోధనకు రాబర్ట్ A. వెల్చ్ ఫౌండేషన్ (C-2051) మరియు డేవిడ్ మరియు లూసిల్ ప్యాకర్డ్ ఫౌండేషన్ (2020-71371) మద్దతు ఇచ్చాయి.
