Memajukan pengeditan gen dengan varian CRISPR / Cas9 baru - ScienceDaily
Teknologi

Konduktor proton inovatif dikembangkan agar efektif pada suhu tinggi – ScienceDaily


Sebuah tim peneliti kolaboratif, termasuk Los Alamos National Laboratory, University of Stuttgart (Jerman), University of New Mexico, dan Sandia National Laboratories, telah mengembangkan konduktor proton untuk sel bahan bakar berdasarkan asam polistiren fosfonat yang menjaga konduktivitas proton tinggi hingga 200 C tanpa air. Mereka menggambarkan kemajuan materi dalam makalah yang diterbitkan minggu ini di Bahan Alam. Hidrogen yang dihasilkan dari bahan bakar terbarukan, nuklir, atau fosil dengan penangkapan, pemanfaatan, dan penyimpanan karbon dapat membantu dekarbonisasi industri dan memberikan ketahanan dan fleksibilitas lingkungan, energi, dan fleksibilitas di berbagai sektor ekonomi. Untuk itu, sel bahan bakar adalah teknologi menjanjikan yang mengubah hidrogen menjadi listrik melalui proses elektrokimia, hanya mengeluarkan air.

“Sementara komersialisasi kendaraan listrik sel bahan bakar yang sangat efisien telah berhasil dimulai,” kata Yu Seung Kim, pemimpin proyek di Los Alamos, “inovasi teknologi lebih lanjut diperlukan untuk platform sel bahan bakar generasi berikutnya yang berkembang menuju aplikasi kendaraan tugas berat. Salah satu tantangan teknis sel bahan bakar saat ini adalah penolakan panas dari reaksi elektrokimia eksotermis sel bahan bakar.

“Kami telah berjuang untuk meningkatkan kinerja sel bahan bakar membran suhu tinggi setelah kami mengembangkan membran terkoordinasi pasangan ion pada tahun 2016,” kata Kim. “Polimer pasangan ion bagus untuk penggunaan membran, tetapi kandungan dopan asam fosfat yang tinggi menyebabkan keracunan elektroda dan pembanjiran asam saat kami menggunakan polimer sebagai pengikat elektroda.”

Dalam sel bahan bakar saat ini, kebutuhan penolakan panas dipenuhi dengan mengoperasikan sel bahan bakar pada tegangan sel tinggi. Untuk mencapai mesin bertenaga sel bahan bakar yang efisien, suhu pengoperasian tumpukan sel bahan bakar harus meningkat setidaknya hingga suhu cairan pendingin engine (100 C).

“Kami percaya bahwa polimer terfosfonasi akan menjadi alternatif yang baik, tetapi bahan sebelumnya tidak dapat diterapkan karena pembentukan anhidrida yang tidak diinginkan pada suhu operasi sel bahan bakar. Jadi kami telah berfokus pada pembuatan polimer terfosfonasi yang tidak mengalami pembentukan anhidrida. Tim Kerres di Universitas Stuttgart mampu menyiapkan bahan-bahan seperti itu dengan memasukkan bagian fluor ke dalam polimer. Sungguh menarik bahwa kita sekarang memiliki pengikat membran dan ionomerik untuk sel bahan bakar bersuhu tinggi, “kata Kim.

Sepuluh tahun yang lalu, Atanasov dan Kerres mengembangkan sintesis baru untuk poli terfosfonasi (pentafluorostirena) yang terdiri dari langkah-langkah i) polimerisasi pentafluorostiren melalui polimerisasi emulsi radikal dan ii) fosfonasi polimer ini dengan reaksi fosfonasi nukleofilik. Anehnya, polimer ini menunjukkan konduktivitas proton yang baik lebih tinggi dari Nafion dalam kisaran suhu> 100 ° C, dan kimia yang sangat baik dan stabilitas termal yang tidak terduga> 300 ° C.

Atanasov dan Kerres berbagi perkembangan mereka dengan Kim di Los Alamos, yang timnya kemudian mengembangkan sel bahan bakar suhu tinggi untuk digunakan dengan polimer terfosfonasi. Dengan integrasi perakitan elektroda membran dengan membran terkoordinasi pasangan ion LANL (Lee et al. Nature Energy, 1, 16120, 2016), sel bahan bakar yang menggunakan polimer terfosfonasi menunjukkan kepadatan daya yang sangat baik (1,13 W cm-2 di bawah H2 / Kondisi O2 dengan stabilitas> 500 jam pada suhu 160 C).

Apa berikutnya? “Mencapai lebih dari 1 W cm-2 kepadatan daya adalah tonggak penting yang memberitahu kita bahwa teknologi ini mungkin berhasil menuju komersialisasi” kata Kim. Saat ini, teknologi sedang mengejar komersialisasi melalui ARPA-E Departemen Energi dan Kantor Teknologi Hidrogen dan Sel Bahan Bakar di dalam Kantor Efisiensi Energi dan Energi Terbarukan (EERE).

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh DOE / Los Alamos National Laboratory. Catatan: Konten dapat diedit gaya dan panjangnya.

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Data Sidney