បច្ចេកវិទ្យាថ្មីធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវការបំលែងកាបូនឌីអុកស៊ីតទៅជាឥន្ធនៈរាវ

សូមបំពេញទម្រង់បែបបទខាងក្រោម ហើយយើងនឹងផ្ញើអ៊ីមែលទៅអ្នកនូវកំណែ PDF នៃ “ការកែលម្អបច្ចេកវិទ្យាថ្មីដើម្បីបំលែងកាបូនឌីអុកស៊ីតទៅជាឥន្ធនៈរាវ”។
កាបូនឌីអុកស៊ីត (CO2) គឺជាផលិតផលនៃការដុតឥន្ធនៈហ្វូស៊ីល និងឧស្ម័នផ្ទះកញ្ចក់ទូទៅបំផុត ដែលអាចបំលែងទៅជាឥន្ធនៈមានប្រយោជន៍វិញតាមរបៀបប្រកបដោយនិរន្តរភាព។ មធ្យោបាយដ៏ជោគជ័យមួយដើម្បីបំលែងការបំភាយឧស្ម័ន CO2 ទៅជាវត្ថុធាតុដើមឥន្ធនៈគឺដំណើរការមួយដែលហៅថាការកាត់បន្ថយអេឡិចត្រូគីមី។ ប៉ុន្តែដើម្បីឱ្យអាចដំណើរការពាណិជ្ជកម្មបាន ដំណើរការនេះត្រូវការកែលម្អដើម្បីជ្រើសរើស ឬផលិតផលិតផលសម្បូរទៅដោយកាបូនដែលចង់បានកាន់តែច្រើន។ ឥឡូវនេះ ដូចដែលបានរាយការណ៍នៅក្នុងទិនានុប្បវត្តិ Nature Energy មន្ទីរពិសោធន៍ជាតិ Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) បានបង្កើតវិធីសាស្រ្តថ្មីមួយដើម្បីកែលម្អផ្ទៃនៃកាតាលីករទង់ដែងដែលប្រើសម្រាប់ប្រតិកម្មជំនួយ ដោយហេតុនេះបង្កើនការជ្រើសរើសនៃដំណើរការ។
លោក Alexis អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រជាន់ខ្ពស់នៅក្នុងនាយកដ្ឋានវិទ្យាសាស្ត្រគីមីនៅមន្ទីរពិសោធន៍ Berkeley និងជាសាស្ត្រាចារ្យផ្នែកវិស្វកម្មគីមីនៅសាកលវិទ្យាល័យ California ក្នុងទីក្រុង Berkeley បាននិយាយថា “ទោះបីជាយើងដឹងថាទង់ដែងគឺជាកាតាលីករដ៏ល្អបំផុតសម្រាប់ប្រតិកម្មនេះក៏ដោយ វាមិនផ្តល់នូវការជ្រើសរើសខ្ពស់សម្រាប់ផលិតផលដែលចង់បាននោះទេ”។ “ក្រុមរបស់យើងបានរកឃើញថា អ្នកអាចប្រើបរិស្ថានក្នុងស្រុកនៃកាតាលីករដើម្បីធ្វើល្បិចផ្សេងៗដើម្បីផ្តល់នូវការជ្រើសរើសប្រភេទនេះ”។
នៅក្នុងការសិក្សាពីមុនៗ អ្នកស្រាវជ្រាវបានបង្កើតលក្ខខណ្ឌច្បាស់លាស់ដើម្បីផ្តល់នូវបរិយាកាសអគ្គិសនី និងគីមីល្អបំផុតសម្រាប់ការបង្កើតផលិតផលសម្បូរទៅដោយកាបូនដែលមានតម្លៃពាណិជ្ជកម្ម។ ប៉ុន្តែលក្ខខណ្ឌទាំងនេះគឺផ្ទុយពីលក្ខខណ្ឌដែលកើតឡើងដោយធម្មជាតិនៅក្នុងកោសិកាឥន្ធនៈធម្មតាដែលប្រើប្រាស់សម្ភារៈដឹកនាំដែលមានមូលដ្ឋានលើទឹក។
ដើម្បីកំណត់ការរចនាដែលអាចប្រើប្រាស់បាននៅក្នុងបរិស្ថានទឹកកោសិកាឥន្ធនៈ ក្នុងនាមជាផ្នែកមួយនៃគម្រោងមជ្ឈមណ្ឌលនវានុវត្តន៍ថាមពលនៃសម្ព័ន្ធពន្លឺថ្ងៃរាវរបស់ក្រសួងថាមពល លោក Bell និងក្រុមរបស់គាត់បានងាកទៅរកស្រទាប់ស្តើងនៃអ៊ីយ៉ូណូមែរ ដែលអនុញ្ញាតឱ្យម៉ូលេគុលដែលមានបន្ទុកជាក់លាក់ (អ៊ីយ៉ុង) ឆ្លងកាត់។ មិនរាប់បញ្ចូលអ៊ីយ៉ុងផ្សេងទៀត។ ដោយសារតែលក្ខណៈសម្បត្តិគីមីដែលមានការជ្រើសរើសខ្ពស់របស់វា ពួកវាស័ក្តិសមជាពិសេសសម្រាប់ការមានឥទ្ធិពលខ្លាំងលើមីក្រូបរិស្ថាន។
លោក Chanyeon Kim អ្នកស្រាវជ្រាវក្រោយបណ្ឌិតនៅក្នុងក្រុម Bell និងជាអ្នកនិពន្ធដំបូងនៃឯកសារនេះ បានស្នើឱ្យស្រោបផ្ទៃកាតាលីករទង់ដែងជាមួយនឹងអ៊ីយ៉ូម័រទូទៅពីរគឺ Nafion និង Sustainion។ ក្រុមនេះបានសន្និដ្ឋានថា ការធ្វើដូច្នេះគួរតែផ្លាស់ប្តូរបរិស្ថាននៅជិតកាតាលីករ រួមទាំង pH និងបរិមាណទឹក និងកាបូនឌីអុកស៊ីត តាមមធ្យោបាយណាមួយ ដើម្បីដឹកនាំប្រតិកម្មដើម្បីបង្កើតផលិតផលសម្បូរកាបូន ដែលអាចបំប្លែងទៅជាសារធាតុគីមីមានប្រយោជន៍បានយ៉ាងងាយស្រួល។ ផលិតផល និងឥន្ធនៈរាវ។
អ្នកស្រាវជ្រាវបានលាបស្រទាប់ស្តើងមួយនៃអ៊ីយ៉ូម័រនីមួយៗ និងស្រទាប់ពីរជាន់នៃអ៊ីយ៉ូម័រពីរទៅលើខ្សែភាពយន្តទង់ដែងដែលទ្រទ្រង់ដោយវត្ថុធាតុប៉ូលីមែរ ដើម្បីបង្កើតជាខ្សែភាពយន្តមួយ ដែលពួកគេអាចបញ្ចូលនៅជិតចុងម្ខាងនៃក្រឡាអេឡិចត្រូគីមីរាងដៃ។ នៅពេលចាក់កាបូនឌីអុកស៊ីតចូលទៅក្នុងថ្ម និងអនុវត្តវ៉ុល ពួកគេបានវាស់ចរន្តសរុបដែលហូរកាត់ថ្ម។ បន្ទាប់មក ពួកគេបានវាស់ឧស្ម័ន និងអង្គធាតុរាវដែលប្រមូលបាននៅក្នុងអាងស្តុកទឹកដែលនៅជាប់គ្នាក្នុងអំឡុងពេលប្រតិកម្ម។ ចំពោះករណីពីរស្រទាប់ ពួកគេបានរកឃើញថា ផលិតផលសម្បូរកាបូនមានចំនួន 80% នៃថាមពលដែលប្រើប្រាស់ដោយប្រតិកម្ម - ខ្ពស់ជាង 60% នៅក្នុងករណីដែលមិនបានស្រោប។
លោក Bell បានមានប្រសាសន៍ថា “ថ្នាំកូតសាំងវិចនេះផ្តល់នូវអ្វីដែលល្អបំផុតនៃពិភពលោកទាំងពីរ៖ ការជ្រើសរើសផលិតផលខ្ពស់ និងសកម្មភាពខ្ពស់”។ ផ្ទៃស្រទាប់ពីរជាន់មិនត្រឹមតែល្អសម្រាប់ផលិតផលសម្បូរកាបូនប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែវាក៏បង្កើតចរន្តខ្លាំងក្នុងពេលតែមួយផងដែរ ដែលបង្ហាញពីការកើនឡើងនៃសកម្មភាព។
អ្នកស្រាវជ្រាវបានសន្និដ្ឋានថា ការឆ្លើយតបដែលប្រសើរឡើងនេះគឺជាលទ្ធផលនៃកំហាប់ CO2 ខ្ពស់ដែលប្រមូលផ្តុំនៅក្នុងថ្នាំកូតដោយផ្ទាល់នៅលើកំពូលនៃទង់ដែង។ លើសពីនេះ ម៉ូលេគុលដែលមានបន្ទុកអវិជ្ជមានដែលប្រមូលផ្តុំនៅក្នុងតំបន់រវាងអ៊ីយ៉ូណូមែរទាំងពីរនឹងបង្កើតជាតិអាស៊ីតក្នុងតំបន់ទាបជាង។ ការរួមបញ្ចូលគ្នានេះទូទាត់សងសម្រាប់ការសម្របសម្រួលកំហាប់ដែលមានទំនោរកើតឡើងក្នុងករណីដែលគ្មានខ្សែភាពយន្តអ៊ីយ៉ូណូមែរ។
ដើម្បី​បង្កើន​ប្រសិទ្ធភាព​នៃ​ប្រតិកម្ម​បន្ថែម​ទៀត ក្រុម​អ្នកស្រាវជ្រាវ​បាន​ងាក​ទៅ​រក​បច្ចេកវិទ្យា​ដែល​បាន​បង្ហាញ​ឱ្យ​ឃើញ​ពីមុន​ដែល​មិន​តម្រូវ​ឱ្យ​មាន​ខ្សែភាពយន្ត​អ៊ីយ៉ូណូមែរ​ជា​វិធីសាស្ត្រ​មួយ​ផ្សេង​ទៀត​ដើម្បី​បង្កើន CO2 និង pH៖ វ៉ុល​ជីពចរ។ ដោយ​ការ​អនុវត្ត​វ៉ុល​ជីពចរ​ទៅ​លើ​ថ្នាំកូត​អ៊ីយ៉ូណូមែរ​ពីរ​ស្រទាប់ ក្រុម​អ្នកស្រាវជ្រាវ​បាន​សម្រេច​បាន​ការ​កើនឡើង 250% នៃ​ផលិតផល​សម្បូរ​កាបូន​បើ​ធៀប​នឹង​ទង់ដែង​ដែល​មិន​បាន​ស្រោប និង​វ៉ុល​ឋិតិវន្ត។
ទោះបីជាអ្នកស្រាវជ្រាវមួយចំនួនផ្តោតការងាររបស់ពួកគេទៅលើការអភិវឌ្ឍកាតាលីករថ្មីក៏ដោយ ការរកឃើញកាតាលីករមិនបានគិតគូរពីលក្ខខណ្ឌប្រតិបត្តិការនោះទេ។ ការគ្រប់គ្រងបរិស្ថាននៅលើផ្ទៃកាតាលីករគឺជាវិធីសាស្ត្រថ្មី និងខុសគ្នា។
«យើងមិនបានបង្កើតកាតាលីករថ្មីទាំងស្រុងនោះទេ ប៉ុន្តែបានប្រើប្រាស់ការយល់ដឹងរបស់យើងអំពីចលនវិទ្យាប្រតិកម្ម ហើយបានប្រើប្រាស់ចំណេះដឹងនេះដើម្បីណែនាំយើងក្នុងការគិតអំពីវិធីផ្លាស់ប្តូរបរិស្ថាននៃទីតាំងកាតាលីករ» លោក Adam Weber វិស្វករជាន់ខ្ពស់។ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រក្នុងវិស័យបច្ចេកវិទ្យាថាមពលនៅមន្ទីរពិសោធន៍ Berkeley និងជាសហអ្នកនិពន្ធឯកសារបានមានប្រសាសន៍ថា។
ជំហានបន្ទាប់គឺពង្រីកការផលិតកាតាលីករស្រោប។ ការពិសោធន៍បឋមរបស់ក្រុម Berkeley Lab ពាក់ព័ន្ធនឹងប្រព័ន្ធគំរូសំប៉ែតតូចៗ ដែលសាមញ្ញជាងរចនាសម្ព័ន្ធរន្ធញើសធំៗដែលត្រូវការសម្រាប់កម្មវិធីពាណិជ្ជកម្ម។ លោក Bell បាននិយាយថា "វាមិនពិបាកក្នុងការលាបថ្នាំកូតលើផ្ទៃរាបស្មើនោះទេ។ ប៉ុន្តែវិធីសាស្រ្តពាណិជ្ជកម្មអាចពាក់ព័ន្ធនឹងការស្រោបបាល់ទង់ដែងតូចៗ"។ ការបន្ថែមស្រទាប់ទីពីរនៃថ្នាំកូតក្លាយជាបញ្ហាប្រឈម។ លទ្ធភាពមួយគឺលាយ និងដាក់ថ្នាំកូតទាំងពីរជាមួយគ្នាក្នុងសារធាតុរំលាយ ហើយសង្ឃឹមថាពួកវានឹងបែកគ្នានៅពេលដែលសារធាតុរំលាយហួត។ ចុះបើពួកវាមិនហួត? លោក Bell បានសន្និដ្ឋានថា៖ "យើងគ្រាន់តែត្រូវឆ្លាតជាងមុន"។ សូមមើល Kim C, Bui JC, Luo X និងអ្នកដទៃទៀត។ មីក្រូបរិស្ថានកាតាលីករតាមតម្រូវការសម្រាប់ការកាត់បន្ថយអេឡិចត្រូតនៃ CO2 ទៅជាផលិតផលកាបូនច្រើនដោយប្រើថ្នាំកូតអ៊ីយ៉ូម័រពីរស្រទាប់លើទង់ដែង។ Nat Energy. 2021;6(11):1026-1034. doi:10.1038/s41560-021-00920-8
អត្ថបទនេះត្រូវបានចម្លងចេញពីសម្ភារៈដូចខាងក្រោម។ ចំណាំ៖ សម្ភារៈនេះអាចត្រូវបានកែសម្រួលសម្រាប់ប្រវែង និងខ្លឹមសារ។ សម្រាប់ព័ត៌មានបន្ថែម សូមទាក់ទងប្រភពដែលបានដកស្រង់។