محققان WPI ماده ای را برای حذف اوره از آب و تبدیل آن به گاز هیدروژن ساخته اند. با ساختن این مواد از اتم‌های نیکل و کبالت با ساختارهای الکترونیکی که به دقت طراحی شده‌اند، این گروه پتانسیل را برای فعال کردن این اکسیدها و هیدروکسیدهای فلزات واسطه برای اکسید کردن انتخابی اوره در یک واکنش الکتروشیمیایی باز کرده است.
این مطالعه به رهبری Xiaowei Teng، استاد مهندسی شیمی جیمز اچ. منینگ در WPI، اخیراً در مجله Physical Chemistry Letters منتشر شد و در جلد اول مکمل این نشریه برجسته شد.
چالش حذف اوره از آب
اوره یک کود نیتروژن ارزان قیمت برای کشاورزی و یک محصول طبیعی از متابولیسم انسان است. رواناب های کشاورزی غنی از اوره و تخلیه فاضلاب شهری باعث شکوفه های جلبکی مضر برای اوتروفیکاسیون و مناطق مرده هیپوکسیک می شود که بر محیط آبی و سلامت انسان تأثیر منفی می گذارد.
در عین حال، ویژگی‌های منحصربه‌فرد اور ه، آن را به یک محیط ذخیره‌سازی هیدروژن بالقوه تبدیل می‌کند که می‌تواند تولید هیدروژن بر حسب تقاضا را ارائه دهد. به عنوان مثال، اوره غیر سمی است، حلالیت آب بالایی دارد و محتوای هیدروژن بالایی دارد (6.7 درصد وزنی). بنابراین، الکترولیز اوره برای تولید هیدروژن از نظر انرژی کارآمدتر و مقرون به صرفه تر از الکترولیز آب است.
ضعف الکترولیز اوره همیشه نبود الکتروکاتالیست‌های کم‌هزینه و بسیار کارآمد بوده است که به‌جای آب، اوره را به‌طور انتخابی اکسید می‌کنند، اما Teng و تیمش راه‌حلی پیدا کرده‌اند: ساخت الکتروکاتالیست‌هایی متشکل از اتم‌های نیکل و کبالت که با ساختارهای الکترونیکی منحصربه‌فرد تعامل دارند. برای الکترواکسیداسیون انتخابی اوره
باز کردن انتخاب و فعالیت پیشرفته
مطالعه تیم WPI بر روی اکسیدها و هیدروکسیدهای نیکل و کبالت همگن متمرکز بود. محققان دریافتند که کلید افزایش فعالیت الکتروشیمیایی و گزینش پذیری آن برای اکسیداسیون اوره در ایجاد ساختارهای الکترونیکی منحصر به فرد با گونه های غالب Ni2+ و Co3+ نهفته است.
“این پیکربندی الکترونیکی یک عامل محوری برای بهبود گزینش پذیری اکسیداسیون او ره است، زیرا مشاهده می کنیم که ظرفیت نیکل بالاتر، مانند Ni3+، در واقع به تولید یک واکنش سریع با خروجی جریان الکتریکی قوی کمک می کند؛ با این حال، بخش زیادی از جریان از آب ناخواسته بود. اکسایش، “تنگ گفت.
برای درک بهتر این اثر، گروه Teng با Aaron Deskins، استاد مهندسی شیمی در WPI همکاری کردند. دسکینز شبیه‌سازی‌های محاسباتی را انجام داد و دریافت که اختلاط همگن اکسیدها و هیدروکسیدهای نیکل و کبالت به توزیع مجدد الکترون از گونه‌های Ni2+ به Co3+ و انتقال الکترون‌های ظرفیت به انرژی بالاتر کمک می‌کند، بنابراین کاتالیزورهای Ni/Co برای مشارکت در پیوند با مولکول های اور ه و آب آماده‌تر هستند.
برنامه های کاربردی و چشم انداز آینده
کود نیتروژن اصلی و افزودنی خوراک، ا وره به صورت تجاری در اوایل دهه 1920 تولید شد. حدود 180 میلیون تن متریک در سال 2021 تولید شد. ا وره را می توان از منابع طبیعی به دست آورد. یک انسان بالغ روزانه 1.5 لیتر ادرار تولید می کند که معادل 11 کیلوگرم اوره و 0.77 کیلوگرم گاز هیدروژن در سال است.
یافته‌های این تیم می‌تواند به استفاده از اور ه در جریان‌های زباله برای تولید موثر سوخت هیدروژن از طریق فرآیند الکترولیز کمک کند، و می‌تواند برای جدا کردن او ره از آب، حفظ پایداری طولانی‌مدت سیستم‌های اکولوژیکی و متحول کردن رابطه آب و انرژی استفاده شود.
این کار توسط بنیاد ملی علوم تحت شماره جایزه 2236704 پشتیبانی شد.
Hi! Do you use Twitter? I’d like to follow you if that would be ok. I’m definitely enjoying your blog and look forward to new updates.
Im not certain the place you’re getting your information, but good topic. I must spend a while learning more or figuring out more. Thank you for magnificent info I used to be on the lookout for this information for my mission.
Terrific work! That is the type of info that are supposed to be shared across the web. Shame on the seek engines for now not positioning this publish upper! Come on over and consult with my website . Thanks =)
This is a topic close to my heart cheers, where are your contact details though?
What Is Sugar Defender? Sugar Defender is a meticulously crafted natural health supplement aimed at helping individuals maintain balanced blood sugar levels. Developed by Jeffrey Mitchell, this liquid formula contains 24 scientifically backed ingredients meticulously chosen to target the root causes of blood sugar imbalances.
I do accept as true with all the ideas you’ve presented for your post. They’re really convincing and will definitely work. Still, the posts are very quick for starters. May you please lengthen them a bit from subsequent time? Thank you for the post.
I got good info from your blog
Excellent items from you, man. I have be mindful your stuff prior to and you are just extremely excellent. I really like what you have bought here, certainly like what you’re saying and the way in which by which you are saying it. You are making it entertaining and you still take care of to stay it wise. I cant wait to learn much more from you. This is really a great website.
Very interesting information!Perfect just what I was looking for!
Simply wanna tell that this is extremely helpful, Thanks for taking your time to write this.
You really make it appear so easy with your presentation however I in finding this matter to be really one thing which I feel I would by no means understand. It kind of feels too complicated and extremely huge for me. I am taking a look ahead to your subsequent submit, I’ll try to get the hang of it!
I got what you intend, thanks for putting up.Woh I am glad to find this website through google.
whoah this weblog is magnificent i like reading your posts. Stay up the great paintings! You realize, lots of persons are searching round for this info, you could help them greatly.
Everything is very open and very clear explanation of issues. was truly information. Your website is very useful. Thanks for sharing.
I was looking through some of your content on this website and I think this site is rattling informative ! Retain putting up.
What Is Puravive? Puravive is an herbal weight loss supplement that supports healthy weight loss in individuals.
FitSpresso: An Outline FitSpresso is a weight management formula made using five herbal ingredients.
I truly appreciate this post. I have been looking everywhere for this! Thank goodness I found it on Bing. You’ve made my day! Thank you again
I went over this internet site and I think you have a lot of wonderful info , saved to bookmarks (:.
I take pleasure in, result in I discovered exactly what I was having a look for. You’ve ended my 4 day lengthy hunt! God Bless you man. Have a great day. Bye
My programmer is trying to convince me to move to .net from PHP. I have always disliked the idea because of the costs. But he’s tryiong none the less. I’ve been using WordPress on numerous websites for about a year and am nervous about switching to another platform. I have heard good things about blogengine.net. Is there a way I can import all my wordpress content into it? Any help would be really appreciated!
Well I really enjoyed reading it. This article provided by you is very useful for good planning.
This internet site is my aspiration, very wonderful pattern and perfect written content.
Great post. I used to be checking continuously this weblog and I am inspired! Extremely useful info specifically the closing section 🙂 I care for such info a lot. I used to be seeking this certain information for a very lengthy time. Thank you and best of luck.
I truly enjoy looking through on this web site, it has excellent posts.
Hi, i think that i saw you visited my blog thus i came to “return the favor”.I am trying to find things to enhance my web site!I suppose its ok to use some of your ideas!!
Hi! I know this is kinda off topic but I was wondering which blog platform are you using for this site? I’m getting tired of WordPress because I’ve had issues with hackers and I’m looking at options for another platform. I would be awesome if you could point me in the direction of a good platform.
There are some attention-grabbing deadlines in this article however I don’t know if I see all of them middle to heart. There’s some validity however I’ll take hold opinion until I look into it further. Good article , thanks and we wish extra! Added to FeedBurner as properly
You made a number of good points there. I did a search on the subject matter and found mainly people will consent with your blog.
Normally I don’t learn post on blogs, however I wish to say that this write-up very pressured me to check out and do so! Your writing style has been surprised me. Thanks, quite nice article.