この新しい電気化学プロセスのおかげで、太陽光発電による水素製造が現実になりました

特に、クリーン エネルギーの生成は困難な作業となる可能性があり、シナリオによっては、そもそもそれを使用する利点が大幅に減少します。

太陽光発電による水素生産は何十年にもわたってエンジニアの目標でしたが、この作業は費用がかかり、完了するのが非常に難しいことが判明しており、科学は太陽光や地熱などのグリーンエネルギーを生産する他の方法に比べて遅れをとっています。オプション。

今月は、EU 域外に拠点を置くエンジニアのチームが、クリーンな副産物として水素を生成する電気化学的プラスチックリサイクルプロセスを導入し、この研究に大きな進展が見られました。知っておくべきことは次のとおりです

特に、クリーン エネルギーの生成は困難な作業となる可能性があり、シナリオによっては、そもそもそれを使用する利点が大幅に減少します。ソーラーパネルや風力発電所などのシステムは、設置、監視、保守に多額の費用がかかる場合があります。さらに、多くのスペースを必要とし、多くの場合、生産に環境に優しくない古い製造方法に依存しています。この研究は、クリーン エネルギーを達成するという全体目標に沿った生産方法と戦略を維持しながら、このパラダイムを変革することを目指しています。

プラスチック廃棄物

プラスチック廃棄物のレベルは世界的に歴史的な水準に達しています。アナリストはすでに 2024 年に 2 億 2,000 万トンのプラスチック廃棄物が発生すると予測しています。悲しいことに、この廃棄物のうちリサイクル工場に運ばれるのはわずか約 10% だけです。その結果、廃棄物の残りの 90% は埋め立て地、水路、市街路に放置されています。

さらに悪化する可能性があります

環境保護活動家や研究者によると、プラスチック廃棄物のジレンマは今後数年でさらに悪化するだろう。 1 つは、毎年生産能力が向上し、その結果、使用量と廃棄物が増加することです。

プラスチックの危険性が高まる

プラスチックは時間の経過とともに有害な副産物に分解され、明らかな環境への影響に加えて、がんや抗生物質耐性などの健康上の問題を引き起こす可能性があります。微量のプラスチック汚染物質が食物連鎖の中で発見されています。

注目すべきことに、このプラスチック廃棄物の大部分にはポリスチレンが含まれており、これはエンジニアが太陽光発電による水素製造戦略に導いたカーボンリサイクル戦略の対象とした製品です。

カーボンリサイクルは廃棄物の削減を目指します

現在、廃棄物の削減に役立つさまざまなリサイクル方法が利用可能です。最も有名で効果的なものの 1 つはカーボン リサイクルです。この戦略は、廃棄物を分解し、それを使用して他の製造プロセスで使用できる新しい材料を作成することを中心に展開しています。

カーボンリサイクルの目標は、役に立たないプラスチック廃棄物を変換し、初期段階の産業資材の形で新たな命を吹き込むことで、いつか廃棄物をなくすことです。現在使用されている最も一般的なタイプのカーボン リサイクルを以下に示します。

電気化学的劣化

電気化学的分解では、特定の化学物質とさまざまな電荷の混合物を使用して廃プラスチックを分離し、内部に新しい化学結合を作成します。この方法では、化学結合を正常に破壊し、より小さく、より有用な分子を残すために多量の電力が必要です。

生分解

生分解は、ここ数年で人気が高まっているカーボンリサイクルの別の形式です。この方法には、菌類や細菌などの生物が組み込まれています。  これらの微生物は分子レベルでプラスチック廃棄物を餌にし、炭素と酸素の分子を放出します。

このアプローチには、大量の電力や危険な化学物質を必要としないという利点があります。ただし、処理が遅くなる可能性があり、環境条件やその他の要因が微生物のパフォーマンスに影響を与える可能性があるため、分解プロセスにどれくらいの時間がかかるかを完全に判断する方法はありません。

熱分解

熱分解では、熱分解と呼ばれるプロセスを使用して、熱を利用して分子結合を破壊し、炭素分子を解放します。この方法では熱、蒸気、電気が発生するため、製造要件を相殺するために使用できます。熱分解により、排出ガスが少なく、大気汚染物質が削減され、バイオオイル、炭素繊維、その他多くの価値のある製品が生成されます。

太陽電池パネルからの水素の研究

今月、ゲッティンゲンのフリードリッヒ・ヴェーラー持続可能化学研究所のエンジニアのチームは、エネルギーを最小限に抑え、有害な副生成物を生成しない新しい電気化学プロセスについて詳述した研究結果をAngewandte Chemie誌に発表しました。

この方法は、材料を刺激して分解を促進する、鉄電気触媒として知られるプロセスに依存しています。この研究では、ポリスチレンをより効率的に分解するための電極触媒法の使用を特にレビューしています。エンジニアたちは、廃プラスチックをベンゾイル単量体製品などの工業用材料に変換することが可能であり、その過程で副産物として水素を生成することが可能であることを証明することに成功しました。

テスト

このテストは、エンジニアがプラスチック廃棄物をグラムスケールで変換しようとすることから始まりました。具体的には、チームは、異なる酸化ステップ間を循環してポリスチレンの分解プロセスを促進できる鉄ポルフィリン錯体を作成しました。

結果

研究者らは、多くの防腐剤に含まれる安息香酸やベンズアルデヒドなど、他の有用な工業用材料と併用して、この方法を使用して水素を生成できることがテストにより証明されました。注目すべき点は、彼らは水素を生産することを全く目的としていなかったことであり、むしろ低エネルギーの炭素リサイクル法の効率性を示すことを目的としていたということです。

メリット

この研究は市場にさまざまなメリットをもたらします。まず、プロセスは完全に鉄ベースです。鉄は珍しいものではなく、世界中で見つけることができます。この簡単に入手できる材料は、入手が簡単で安価で、大量に入手できます。

私

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