盐析人工光合作用

从美国化学工程师所提出的一个概念新型的人工光合系统几乎将二氧化碳转化为纯液体乙醇燃料。它使用一个饱和盐电解质,根据他们的计算,系统能够生成每年每平方公里1527万加仑的乙醇。

乙醇是一个有吸引力的液体燃料由于其能量密度高、市场价值每单位能量输入。通常由保湿乙烯或发酵糖来自各种农业副产品。

乙醇也可以由二氧化碳在光电化学电池,这是有吸引力的,因为它有可能支持未来的能源需求,同时减轻全球变暖。然而,一些挑战站在实际应用的方法。这些包括选择性(生产一系列碳氢化合物相对于纯乙醇),膜fuel-crossover损失(乙醇渗透细胞的对立面和被转化成不必要的产品)和净化的高成本乙醇水溶液电解质由于其高溶解度。

亚历克西斯贝尔和辛格Meenesh专家在多相催化加州大学伯克利分校。他们提出了光电化学电池电解质通过降低乙醇的溶解度的影响称为盐析。通过电解质与碳酸铯过饱和,盐和水之间的更为强大的吸引力减少乙醇和水,然后形成微乳液,然后可以在液-液萃取器分离。

“盐是广泛用于工业水有机混合物分离,“贝尔解释道。“我们使用了盐析效应,应用人工光合作用系统,可以自然地单独的液体燃料不需要高度复杂的膜。

一个微妙的平衡

而饱和盐电解质是这个设计的独特方面,一系列其他参数需要仔细控制生产乙醇在微乳液形成足够的浓度。选择性是由多晶铜阴极和传授fuel-crossover最小化是明智的选择膜除了降低甲醇溶解性。所需的电流产生的乙醇浓度足够高的微乳液的形成是通过平衡电极的表面区域的膜分离细胞的两半。通过直接耦合细胞提取器和泵电路中的电解质,这在理论上设计集成生产与分离产生液体乙醇90%以上。

从水中分离醇是一个巨大的挑战在人工光合系统由于醇的高溶解度和交叉,“评论Hyunwoong公园,光能转换庆北国立大学的专家,韩国。如果实验证明,该方案的潜力巨大,非常适用。

建立了这种设计的可行性,贝尔的下一步是演示在气相反应器。Balasubramanian Viswanathan在电化学能源专家在印度理工学院,马德拉斯,警告说,它还有待观察这条路线将成本效益。无论如何,这个设计的影响将出现在几乎所有的电化学能量转换研究的努力,”他说。