กรอบโลหะอินทรีย์ที่มีรูพรุนมากสามารถสร้างพาหะพลังงานสะอาดได้

กรอบโลหะอินทรีย์ที่มีรูพรุนมากสามารถสร้างพาหะพลังงานสะอาดได้

วัสดุโครงร่างโลหะอินทรีย์ชนิดใหม่ที่มีพื้นฐานจากอะลูมิเนียมสามารถกักเก็บไฮโดรเจนและมีเทนจำนวนมากได้ที่ความดันค่อนข้างต่ำ วัสดุนี้อาจถูกนำมาใช้เพื่อขนส่งพลังงานสะอาดในรถยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยเซลล์เชื้อเพลิง ตามที่นักวิจัยจากมหาวิทยาลัย ในสหรัฐอเมริกาผู้พัฒนาวัสดุดังกล่าว ในปี 2560 ยานพาหนะขนส่ง (รวมถึงรถยนต์ รถบรรทุก เครื่องบิน รถไฟ และเรือ) แซงหน้าโรงไฟฟ้า

ที่เป็นแหล่ง

ปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่ใหญ่ที่สุดในสหรัฐอเมริกา ส่วนแบ่งของการปล่อยจากการขนส่งเพิ่มขึ้นในปี 2018 และมีแนวโน้มว่าจะดำเนินต่อไป ทำให้การค้นหาแหล่งพลังงานทางเลือกที่เป็นมิตรต่อการขนส่งมีความสำคัญมากขึ้นมีเทนและไฮโดรเจนมักถูกขนานนามว่าเป็นเชื้อเพลิงทดแทนน้ำมันดีเซลและน้ำมัน

เบนซินในยานยนต์ ในขณะที่ก๊าซมีเทนถือเป็นเชื้อเพลิง “เปลี่ยนผ่าน” เนื่องจากการเผาไหม้ยังคงปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (แม้ว่าจะน้อยกว่าน้ำมันเบนซินก็ตาม) ไฮโดรเจนจึงถูกยกย่องว่าเป็น “เชื้อเพลิงแห่งอนาคต” เนื่องจากการเผาไหม้ไม่ก่อให้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์หรือมลพิษจากอนุภาค .

ปัญหาคือเนื่องจากทั้งไฮโดรเจนและมีเทนเป็นก๊าซที่อุณหภูมิแวดล้อม จึงจำเป็นต้องบีบอัดและเก็บไว้ที่ความดันสูง (700 บาร์และ 250 บาร์ตามลำดับ) เมื่อใดก็ตามที่ขนส่งและจัดเก็บ เนื่องจากแรงดันที่สูงดังกล่าวสามารถสร้างอันตรายให้กับผู้ขับขี่และคนอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับการจัดการเชื้อเพลิงที่เก็บไว้ 

ขีดจำกัดแรงดันสูงสุดในการจัดเก็บสำหรับยานพาหนะในโลกแห่งความเป็นจริงจึงถูกกำหนดไว้ที่ 100 บาร์ ซึ่งช่วยลดปริมาณก๊าซที่สามารถกักเก็บไว้ในพื้นที่ที่กำหนดได้อย่างมาก จัดเก็บก๊าซในปริมาณที่เพิ่มขึ้นโดยไม่เพิ่มแรงดันในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักวิจัยได้ศึกษาวัสดุดูดซับที่มีรูพรุนบริเวณพื้นผิวสูง

เพื่อเพิ่มปริมาณก๊าซที่สามารถกักเก็บได้ในปริมาตรที่กำหนดโดยไม่ต้องเพิ่มความดัน กรอบโลหะอินทรีย์ (MOF) ซึ่งมีพื้นที่ผิว 2,000m 2 /g หรือมากกว่านั้นถือเป็นตัวเลือกที่มีแนวโน้ม วัสดุที่มีความเป็นผลึกสูงเหล่านี้ประกอบด้วยโมเลกุลอินทรีย์และไอออนของโลหะหรือกระจุกที่รวมตัวกัน

เป็นโครงสร้าง

หลายมิติ และง่ายต่อการออกแบบด้วยเคมีและรูปร่างของรูพรุนที่ปรับแต่งได้ ทีมภาคตะวันตกเฉียงเหนือซึ่งนำโดยโอมาร์ ฟาร์ฮาใช้การจำลองระดับโมเลกุลเพื่อแจ้งการออกแบบ MOF ที่มีรูพรุนสูงจากกระจุกสามนิวเคลียร์นักวิจัยพบว่า NU-1501-Al มีประสิทธิภาพการกักเก็บไฮโดรเจนและมีเทนสูง (มวล)

และปริมาตร (ขนาด) แท้จริงแล้ว วัสดุดังกล่าวได้รับการพิสูจน์แล้วว่าสามารถกักเก็บก๊าซมีเทนได้ 0.66 กรัมต่อกรัมของวัสดุที่ 100 บาร์และ 270K ซึ่งเป็นค่าที่เกินเป้าหมาย 0.5 กรัม/กรัม ที่กำหนดโดยกระทรวงพลังงานสหรัฐ (DOE) สำหรับการพัฒนาก๊าซสะอาดรุ่นต่อไป รถยนต์พลังงาน 

วัสดุนี้ยังมีความจุที่ส่งมอบได้สูงถึง 14% โดยน้ำหนักสำหรับไฮโดรเจน ซึ่งหมายความว่าสามารถกักเก็บไฮโดรเจนได้ 14% ของมวลของมันเอง แม้ว่าตัวเลขนี้จะดูต่ำเมื่อเทียบกับความสามารถในการกักเก็บก๊าซมีเทน (66% โดยน้ำหนัก) แต่ก็เกินเป้าหมายของ DOE ในปี 2020 ที่ 4.5% โดยน้ำหนักอีกครั้ง

รูพรุนขนาดนาโนหมายถึงพื้นที่ผิวสูงสำหรับการดูดซับก๊าซค่าที่สูงเหล่านี้เป็นไปได้ด้วยรูพรุนเล็กๆ ของวัสดุ ซึ่งวัดได้น้อยกว่า 2.5 นาโนเมตร จึงมีพื้นที่ผิวที่สูงมากสำหรับการดูดซับก๊าซ ดังที่ฟาร์ฮาบันทึกไว้ วัตถุตัวอย่างหนึ่งกรัมที่มีปริมาตรเท่ากับลูกอม M&M หกเม็ด มีพื้นที่ผิวเพียงพอที่จะครอบคลุม

สนาม

อเมริกันฟุตบอล 1.3 สนามพื้นที่ผิวที่กว้างขวางนี้หมายความว่า MOF ของทีมสามารถกักเก็บไฮโดรเจนและมีเทนในปริมาณ “มหาศาล” ภายในรูขุมขนได้ Farha กล่าว พร้อมเสริมว่าวัสดุดังกล่าวสามารถส่งก๊าซไปยังเครื่องยนต์ของรถยนต์ด้วยแรงดันที่ต่ำกว่าที่จำเป็นสำหรับรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงในปัจจุบัน .

ประวัติดาวฤกษ์ของดาราจักรเฉพาะที่คำนวณโดยการพล็อตขนาดและความสว่างที่แตกต่างกันของดาวฤกษ์ในดาราจักรเป้าหมาย อย่างไรก็ตาม เมื่อมองจากโลก บางครั้งระบบดาวและกระจุกดาวอาจปรากฏเป็นดาวสว่างเพียงดวงเดียวและเชิงทดลองมากขึ้นเกี่ยวกับกลไกการผลิตขององค์ประกอบ

ทั้งคู่ถูกสร้างขึ้นโดยการให้แสงสว่างแก่หลุมควอนตัมของเซมิคอนดักเตอร์ด้วยเลเซอร์ไดโอดแบบพัลซิ่ง ความต่างศักย์ไฟฟ้าเล็กน้อยบนสารกึ่งตัวนำทำให้อิเล็กตรอนและโฮลอยู่ในระดับที่แยกจากกันภายในหลุมควอนตัม เมื่อแรงดันไฟฟ้าถูกปิด คู่อิเล็กตรอน-โฮลจะเคลื่อนที่เข้าหากันภายใต้แรงดึงดูด

ของคูลอมบ์และรวมตัวกันใหม่โดยการแผ่รังสี ทำให้เกิดโฟตอน จนถึงตอนนี้ นักวิจัยสามารถ ‘เก็บ’ โฟตอนได้ 35 ไมโครวินาที ซึ่งนานกว่าอายุการใช้งานตามธรรมชาติถึงห้าเท่า และนานพอที่ชิปหน่วยความจำดังกล่าวจะทำงานในคอมพิวเตอร์ออปติกที่มีมวลมากยิ่งยวดและอนุภาคยังคงดึงดูดซึ่งกันและกัน

ก้าวต่อไปอีกขั้นสู่คอมพิวเตอร์ออปติคัลทั้งหมดคือการพัฒนาชิปหน่วยความจำออปติคอลต้นแบบ ก่อนหน้านี้เคยคิดว่าแสงไม่สามารถถูกกักไว้ได้นานพอที่จะเก็บข้อมูลได้ ตอนนี้ และเพื่อนร่วมงานข”แม้ในขณะที่ปิดสนามไฟฟ้า หมายความว่าพวกมันสามารถควบคุมคัปปลิ้งแบบสปิน-ออร์บิทได้อย่างถาวร 

และดังนั้นทิศทางของกระแสประจุที่ผลิตจากกระแสสปินคาร์บอนอาจถูกใช้เพื่อสร้างองค์ประกอบหน่วยความจำคอมพิวเตอร์ในอนาคต ตามการจำลองโดยนักวิจัยที่ ในสหรัฐอเมริกาและ NEC ในญี่ปุ่น พวกเขาได้จำลองพฤติกรรมของ “กระสวยบั๊คกี้” ที่มีคาร์บอน 60- โพแทสเซียมภายในแคปซูลนาโน

ที่ทำจากคาร์บอน 480 อะตอม กระสวยบัคกี้สามารถย้ายจากปลายด้านหนึ่งของนาโนแคปซูลไปยังอีกด้านหนึ่งได้ด้วยสนามไฟฟ้า ซึ่งเลียนแบบพฤติกรรมไบนารีที่จำเป็นสำหรับชิปหน่วยความจำคอมพิวเตอร์

credit : สล็อตเว็บตรง100 / ดูหนังฟรี / 50รับ100