Innováció

Hihetetlen, de igaz: egy innovatív generátor teljesen megváltoztathatja az áramtermelést

Devenyi Dalma | 2024.05.06. 05:35

Amikor az ember először hall a Queenslandi Egyetem (UQ) kutatócsoportjának munkájáról, amely azt állítja, hogy a CO2-ból áramot tudnak előállítani, az első gondolata az lehet, hogy ez egy fosszilis tüzelőanyag-lobbi által finanszírozott törekvés és egy mese keresztezése. De mélyebbre ásva, és megismerve Dr. Zhuyuan Wang, az UQ ARC GETCO2 központjának kutatóját és munkáját, úgy tűnik, hogy ez egy tudományosan alátámasztott ötlet, amely ígéretesnek tűnik egy jobb jövő szempontjából.

 

A Queenslandi Egyetem kutatói olyan generátort építettek, amely szén-dioxidot (CO2) nyel el, hogy áramot termeljen – írja a Clean Technica.

Túl szépnek tűnik ahhoz, hogy igaz legyen, de az energiát a CO2 szállítja, ami később elvész és hő formájában felszabadul.

 

Nem a fosszilis tüzelőanyag-lobbi terméke

Az UQ kutatócsoportja azon dolgozik, hogy ennek az energiának egy kis részét villamos energiaként nyerje ki. Dr. Wang elmondta, hogy jelenlegi prototípusukban nincs szükség külső energiára az áramtermelés beindításához. Ez spontán történik. Hozzáteszi, hogy ha nagyobb léptékben dolgoznak, akkor lehet, hogy egy gázszivattyúra lesz szükségük a reakció beindításához.

A jelenlegi kísérleti folyamat során a CO2-t gázpalackból használják, de Dr. Wang úgy látja, hogy a jövőben a CO2-t a levegőből is ki lehetne választani és felhasználni.

Ebben a forgatókönyvben a generátort CO2-intenzív környezetben, például egy gyárban lehetne elhelyezni. Dr. Wang azt javasolta, hogy a generátort egy szén-dioxid-leválasztó és -tároló (CCS) létesítmény mellé is telepíthetnék, hogy csökkentsék a CCS-sel kapcsolatos költségeket.

Dr. Wang elmondta, a kutatást nem a fosszilis tüzelőanyag-lobbicsoportok finanszírozzák. A finanszírozás a Queenslandi Egyetemtől, a Monash Egyetemtől és az Ausztrál Kutatási Tanácstól származik.

Bár a nanogenerátor prototípusa a rendelkezésre álló energia 1%-át nyeri csak a CO2-ből, a csapat azon dolgozik, hogy a teljesítményt 10-20%-ra növelje. Dr. Wang úgy véli, hogy ezen a hatékonysági szinten ez a technológia versenyképes lesz a szélturbinákkal és a napelemekkel. A következő lépés, mint mondta, az 5-10%-os hatékonyság elérése. Az ütemtervvel kapcsolatban azt mondta: „Nehéz megjósolni, hogy ez mikor fog bekövetkezni. A csapat a teljesítmény tízszeres növelésén dolgozik.”

A jelenlegi kísérleti folyamat során a CO2-t gázpalackból használják, de Dr. Wang úgy látja, hogy a jövőben a CO2-t a levegőből is ki lehetne választani és felhasználni. (Fotó: Canva)

 

Hogyan keletkezik az áram?

Dr. Zhuyuan Wang, rávilágított arra is, hogy a kis méretű, a koncepciót bizonyító nanogenerátor szén-dioxid-negatív:

„Ez a nanogenerátor két összetevőből áll: egy poliamin-gélből, amelyet az ipar már használ a CO2 elnyelésére, és egy néhány atom vastagságú bór-nitrát vázból, amely pozitív és negatív ionokat generál. Kitaláltuk, hogyan lehet a pozitív ionokat jóval nagyobb méretűvé tenni, mint a negatív ionokat, és mivel a különböző méretű ionok különböző sebességgel mozognak, diffúziós áramot generálnak, amelyet fel lehet erősíteni elektromossággá, hogy villanykörtéket vagy bármilyen elektronikus eszközt tápláljanak.” – mondta.

Elmondta, hogy a pozitív ionok egy nagyobb részecskén vannak rögzítve, míg a negatív ion szabadon van. Így amikor mozognak, a negatív ion szabadon mozoghat, de a pozitív ionok rögzítve vannak. Ezáltal áram keletkezik.

[/idezet]„A természetben és az emberi szervezetben az ionszállítás a leghatékonyabb energiaátalakítás – hatékonyabb, mint az elektronszállítás, amelyet az elektromos hálózatban használnak” – mondta.[/idezet]

A két komponenst egy 90%-ban vízből álló hidrogélbe ágyazták, 4 centiméteres korongokra és kis téglalapokra vágták, majd egy lezárt, CO2-vel teleszivattyúzott dobozban tesztelték.

„Amikor láttuk, hogy elektromos jelek jönnek ki, nagyon izgatott voltam, de aggódtam, hogy hibát követtem el” – mondta Dr. Wang. „Mindent kétszer ellenőriztem, és minden rendben működött, így elkezdtem arról álmodozni, hogy ezzel a technológiával megváltoztatom a világot. Ez a technológia tovább megy annál, hogy szén-dioxid-semleges legyen – CO2-t fogyaszt, miközben energiát termel.”

Xiwang Zhang professzor, a Dow Központ igazgatója elmondta, hogy a csapat a nanogenerátor lehetséges jövőbeli alkalmazásait vizsgálja:

„Készíthetnénk egy valamivel nagyobb, hordozható eszközt, amely a légkörből származó CO2 felhasználásával áramot termelhetne egy mobiltelefon vagy egy laptop működtetéséhez. Egy második, sokkal nagyobb léptékű alkalmazás ezt a technológiát egy ipari CO2-leválasztási eljárással integrálná, hogy villamos energiát nyerjen.”

A szén-dioxid zöld elektrokémiai átalakításával foglalkozó ARC kiválósági központ folytatja a nanogenerátor fejlesztését.

A generátort akár CO2-intenzív környezetben, például egy gyárban is el lehetne helyezni. (Fotó: Canva)

 

A jövő értékes erőforrása

„Szeretnénk felismerni egy problémás üvegházhatású gázban rejlő értéket, és megváltoztatni a CO2 megítélését” – mondta Zhang professzor. És a kutatók tapasztalata megbízhatóságot sugároz.

Dr. Zhuyuan Wang a UQ Dow Központ posztdoktor kutatója a Vegyészmérnöki Karon. Aktív és élvonalbeli kutató a membránszeparáció területén, több mint 6 éves tapasztalattal. Korábban (2016-2019) egy kínai tőzsdén jegyzett membrángyártó vállalatnál dolgozott, ahol a vízkezeléshez használt poliamid vékonyréteg-kompozit (PA-TFC) fejlesztésére összpontosított. Ezt követően a Monash Egyetemen kezdte meg doktori kutatását (2019-2023, Monash) Prof. Xiwang Zhang és Prof. Huanting Wang felügyelete alatt.

Zhuyuan jelenleg az ioncserélő membránok, különösen a protoncserélő membránok fejlesztése és azok alkalmazása iránt érdeklődik az elektrolízerek körül a zöld hidrogéntermelés és a CO2 elektrokémiai redukciója érdekében.

Prof. Xiwang Zhang a Queenslandi Egyetem fenntartható mérnöki innovációval foglalkozó Dow tanszéke, az UQ Dow Centre igazgatója és a szén-dioxid elektrokémiai átalakításával foglalkozó ARC kiválósági központ (GetCO2) igazgatója. Mielőtt 2022-ben az UQ-ra tette székhelyét, az ARC Industry Transformation Research Hub for Energy-efficient Separation (EESep) alapító igazgatója és a Monash University Monash Centre for Membrane Innovation (MCMI) igazgatóhelyettese volt.

Prof. Zhang több mint 15 éves kutatás-fejlesztési tapasztalattal rendelkezik mind a tudományos életben, mind az iparban, és bizonyított eredményeket ért el a technológiafejlesztés és -fordítás terén.

Kutatásainak középpontjában az energiahatékony elválasztás, a víz- és szennyvíztisztítás, az erőforrás-visszanyerés, a zöld kémiai szintézis és a megújuló energiatermelés érdekében alkalmazott membrán- és fejlett oxidációs technológiák állnak. Prof. Zhang elnyerte az ARC Australian Research Fellowship, a Future Fellowship és a Monash Larkins Fellowship rangos ösztöndíját.

 

„Az ARC GETCO2 központ továbbra is elkötelezett marad a CO2 átalakítása iránt, amely a jövő értékes erőforrása lehet” – mondta Wang.

 

Kiemelt kép forrása: Canva

  Devenyi Dalma
Bejegyzés megosztása
Ajánlott cikkek
Iratkozz fel hírlevelünkre!
©2024 NRGREPORT, Minden jog fenntartva.