Egy áramforrás, ami csupán széndioxiddal és levegővel működik

Az egyre gyorsabban melegedő bolygónkon, egyre nagyobb szükség van megoldásokra, amelyekkel olcsón eltávolíthatóak az üvegházhatást okozó gázok és emellett kielégítik az energiaigényünket is. Egy új kutatás most közelebb hozott minket egy újratölthető elem kifejlesztésében, ami csupán széndioxiddal és levegővel működik.

A múltban a kutatók felhasználták az üvegház gázokat, hogy energiaforrást hozzanak létre azzal, hogy a széndioxidot tüzelőanyagokká alakították, mint például az etanol. A Lawrence Livermore Nemzeti Laboratórium csapata egy másik javaslattal állt elő a tavalyi év folyamán: a kibocsátott gázokat egy 1-2 km mély kútba pumpálják le, ami a felforrósodott vizet a felszínre hajtja, amit geotermális energia formájában fel lehet használni.

De mi van ha a széndioxidot közvetlenül elemek gyártására használnánk? A kutatók már ezt is felderítették a múltban, de a legtöbb terv arra hogy az atmoszférában lévő CO2-t felhasználva elektromosságot állítsunk elő, vagy megfizethetetlenül drága, vagy nem elég hatékony. A Pennsylvania Államiegyetem csapatának új felfedezése úgy néz ki megdöntheti ezt a trendet.

“Ez a munka egy alternatívát kínál nekünk, hogy egyszerű módon fogjuk el a CO2-t, a létező technológiákkal szemben. Jelenleg rendkívül drága katalizátorokra és nagyon magas hőmérsékletre van szűkség hogy a CO2-t hasznos tüzelőanyaggá alakításához,” mondta Christopher Gorski, a csapat egyik tagja.

Az elem felépítése elvben igen egyszerű, egy folyadék cellás elem típusra alapozva. Képzeljünk el két tartályt, amiket egy félig átengedő membrán választ el. A környező levegőből a gázokat az egyik tartályban lévő vízben oldják fel. A második tartályban egy hasonló elegye található a víznek és tiszta széndioxidnak. Feloldva a széndioxid pozitív töltésű hidrogén ionokra – vagy egyszerűen protonokra – és bikarbonátra válik szét, ami az oldat pH-ját 7,7 re emeli.

Mivel a másik tartályban lévő oldat pH-ja 9,4, az elegyek átmenetet képeznek a más koncentrációjú töltéssel rendelkező részecskéikkel.

A molekulák nagy része képtelen áthatolni az elválasztáson, de az ionok szabadon tudnak mozogni az egyik oldatból a másikba. Ennek az eredményeként  mindkét oldatban lévő mangán-oxid elektróda feszültségkülönbségnek van kitéve, ami elektromos áramot hoz létre.

Amikor lemerültek a cellákban egyszerűen meg lehet cserélni a folyadékot. A kutatók azt találták hogy 50 megcserélés után is ugyanolyan szintű maradt a teljesítmény.

Átlagban a folyadékcella 0,82W/m2 energiát volt képes előállítani – ami közel 200-szor akkora mint korábbi próbálkozásoknál. És a használt anyagok is hozzávetőlegesen olcsóbbak voltak.

Ki kell viszont emelnünk, hogy az egy watt per négyzetméter nem túl hatalmas – egy egyszerű AA elem képes hasonló mennyiségű energiát termelni.

Habár más elegyekkel jobb eredményeket értek el korábban, mégis ez egy biztató bizonyítéka az elméletnek és a kutatók azt remélik hogy további optimalizálással akkora hozamot érhetnek el, hogy a módszer költséghatékonnyá váljon.

A jelenlegi technológia a gáz elegy létrehozására fosszilis tüzelőanyagok energiáját hasznosítja, ami további megoldandó feladatokat jelez előre. Egyelőre tiszta széndioxiddal és aránylag tiszta levegővel működik.

De a lényegesen lecsökkent ár és feljavított energiahozam, egy lépéssel közelebb hoz minket a klímaváltozás leküzdésében, anélkül hogy feladnánk az egyre növekvő energiaéhségünket.

Forrás: sciencealert.com

Szerkesztő: arsratio

Oszd meg

Hozzászólás