Kā nanodaļiņas, kas savāc gaismu, varētu ierobežot klimata emisijas

Syzygy plānotā fotokatalītiskā ķīmiskā reaktora renderēšana. Pieklājība: Syzygy

Ķīmisko vielu ražošana rada milzīgu siltumnīcefekta gāzu emisiju daudzumu gan no siltuma, kas nepieciešams ražošanas virzīšanai, gan no pašu reakciju blakusproduktiem. Bet jaunas tehnoloģijas, kas rodas no laboratorijas, varētu pārveidot šīs tradicionālās rūpnieciskās metodes.

Rīsu universitātes spārns meklē jaunu veidu, kā ražot ūdeņradi un citas ķīmiskas vielas, paļaujoties uz nanodaļiņām, kas nodrošina gaismu, nevis siltumu, lai vadītu reakcijas. Syzygy Plasmonics pirmdien atklās, ka tā ir piesaistīta 5,8 miljonu ASV dolāru finansēšanas kārtā, ko kopīgi vada MIT riska uzņēmums The Engine un Teksasas GOOSE biedrība. (Skatiet sadaļu Ieguldījumi tehnoloģijās, kuras ir vērts gaidīt.)

Hjūstonā bāzētais starta uzņēmums izmantos līdzekļus, lai izveidotu izmēģinājuma mēroga rūpnīcu ūdeņraža ražošanai. Uzņēmums uzskata, ka šī tehnoloģija varētu samazināt emisijas, kas parasti rodas procesā, pat uz pusi.

Ūdeņradis šodien ir 130 miljardu ASV dolāru tirgus, ko galvenokārt izmanto naftas pārstrādē, ķīmiskajā ražošanā un tērauda ražošanā. Daudzi uzskata, ka tam ir arvien lielāks solījums arī enerģijas uzkrāšanai, kā transportlīdzekļu darbināšanas un elektroenerģijas tīkla balansēšanas paņēmienam.

Lielākā daļa ūdeņraža ir ražots no dabasgāzes , izmantojot procesu, kas pazīstams kā tvaika riformings, kurā izmanto siltumu, spiedienu un ķīmiskos katalizatorus, lai gāzi pārvērstu ūdeņradi un, problemātiski, oglekļa dioksīdā. Starp šo blakusproduktu un fosilā kurināmā radīto siltumu process katru gadu izdala vairāk nekā 800 miljonus tonnu oglekļa dioksīda, kas atbilst Apvienotās Karalistes un Indonēzijas kopējām emisijām. Starptautiskā Enerģētikas aģentūra norādīja nesenajā ziņojumā .

Syzygy dibinātāji uzskata, ka viņi var atrisināt lielu šīs problēmas daļu, nomainot ķīmiskos katalizatorus pret jauna veida fotokatalizatoriem, ko izstrādājusi un licencējusi Rīsa universitāte.

Raisa universitātē izstrādāts plazmoniskais fotokatalizators. Pieklājība: Syzygy

Pētnieki gadu desmitiem ir pētījuši fotokatalizatorus. Tomēr līdz šim tos izmanto tikai ierobežotos lietojumos, piemēram, ūdens un gaisa attīrīšanā, daļēji tāpēc, ka tie nav izrādījušies ļoti efektīvi ķīmisko reakciju vadīšanā.

Rīsu profesori Naomi Halas un Pīters Nordlanders, divi no uzņēmuma līdzdibinātājiem, izdomāja veidu, kā apvienot tā sauktās plazmoniskās nanodaļiņas, kas ir daudzsološa fotokatalizatoru kategorija, ar tradicionālajiem katalizatoriem. 2016. gada rakstā Proceedings of the National Academy of Sciences pētnieki atklāja, ka šis nodrošināta savienojuma pieeja augsta gaismas absorbcija un efektīvas reakcijas, un tas bija ļoti pielāgojams īpašiem lietojumiem.

Syzygy uzskata, ka, paļaujoties uz šīm hibrīdajām nanodaļiņām un uzbūvējot specializētu reaktoru, tas var vadīt ūdeņraža ražošanas procesu, izmantojot gaismas diodes, kuras varētu darbināt ar vēja, saules vai hidroelektrostaciju. Tas novērstu nepieciešamību sadedzināt fosilo kurināmo, lai tradicionālajā procesā ražotu tvaiku un papildu siltumu, kas rada aptuveni pusi no emisijām.

Tas neattiektos uz emisijām no oglekļa dioksīda, kas rodas kā blakusprodukts, lai gan uzņēmums saņēma ASV Enerģētikas departamenta dotāciju, lai izpētītu veidus, kā arī to izdarīt. Uzņēmums uzskata, ka līdzīgus fotokatalizatorus varētu izmantot, lai ražotu tīrākas versijas citiem rūpnieciskiem produktiem, kas izgatavoti ar katalizatoriem, iespējams, ietverot sintētisko degvielu un mēslojumu.

Syzygy ir viens no nedaudziem jaunizveidotiem uzņēmumiem, kas koncentrējas uz rūpnieciskā klimata piesārņojumu, kas ražo vairāk nekā 20% no ASV un globālās emisijas . (Skatiet Jauns veids, kā ražot tēraudu, vienā mirklī varētu samazināt CO2 emisijas par 5%.)

Izpilddirektors Trevors Bests saka, ka uzņēmums apsver iespēju vai nu būvēt un pārdot reaktorus, vai licencēt tehnoloģiju. Taču šobrīd uzņēmums ir izstrādājis tikai produkta laboratorijas mēroga versiju.

paslēpties