Presentiamo un protocollo per migliorare le prestazioni della fotoriduzione del CO2 a CH4 aumentando l'intensità della luce incidente attraverso la tecnologia a concentrazione dell'energia solare.
È richiesta un abbonamento a JoVE per visualizzare questo contenuto. Accedi o inizia la tua prova gratuita.
Articolo metodologico
CO2 Fotoriduzione a CH4 Performance Under Concentrateing Solar Light
In questo articolo
Sommario
Abstract
Dimostriamo un metodo per il miglioramento della fotoriduzione di CO 2. Poiché la forza motrice di una reazione fotocatalitica proviene dalla luce solare, l'idea di base è quella di utilizzare la tecnologia di concentrazione per aumentare l'intensità della luce solare incidente. La concentrazione di una luce su larga area su una piccola area non può solo aumentare l'intensità della luce, ma anche ridurre la quantità del catalizzatore, così come il volume del reattore, e aumentare la temperatura superficiale. La concentrazione di luce può essere realizzata da diversi dispositivi. In questo manoscritto, è realizzato da una lente Fresnel. La luce penetra nell'obiettivo e si concentra su un catalizzatore a forma di disco. I risultati mostrano che sia il tasso di reazione che il rendimento totale sono aumentati in modo efficiente. Il metodo può essere applicato alla maggior parte dei catalizzatori di fotoriduzione di CO 2, nonché a reazioni simili con un basso tasso di reazione alla luce naturale.
Introduzione
L'utilizzo dei combustibili fossili è accompagnato da grandi quantità di emissioni di CO2, contribuendo notevolmente al riscaldamento globale. L'acquisizione, lo stoccaggio e la conversione di CO2 sono essenziali per ridurre il contenuto diCO 2 nell'atmosfera1. La fotoriduzione tra CO2 e idrocarburi può ridurre co2, convertire CO2 in combustibili e risparmiare energia solare. Tuttavia, la CO2 è una molecola estremamente stabile. Il suo legame di C-O possiede un'energia di dissociazione più alta (circa 750 kJ/mol)2. Ciò significa che la CO2<....
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Protocollo
Attenzione: si prega di consultare tutte le schede tecniche di sicurezza dei materiali pertinenti (MSDS) prima del funzionamento. Diverse sostanze chimiche sono infiammabili e altamente corrosive. La concentrazione della luce può causare aumenti nocivi dell'intensità della luce e della temperatura. Si prega di utilizzare tutti i dispositivi di sicurezza appropriati come dispositivi di protezione personale (occhiali di sicurezza, guanti, cappotti da laboratorio, pantaloni, ecc).
1. Preparazione del catalizzatore
-
Preparazione di TiO2 per anodizzazione
Nota: La bidicazione utilizza lamine meta....
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Risultati
Il sistema originale del reattore fotocatalitico contiene principalmente due componenti, una lampada Xe e un reattore a cilindro inossidabile. Per il sistema di reattori a luce di concentrazione, abbiamo aggiunto una lente Fresnel e un supporto catalizzatore, come mostrato nella Figura 1. La lente Fresnel viene utilizzata per concentrare la luce in un'area più piccola. Poiché la luce è stata concentrata, il catalizzatore deve essere collocato in una zona illu.......
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Discussione
La luce di concentrazione riduce l'area dell'incidente di luce e richiede l'uso di un catalizzatore a forma di disco o di un cosiddetto reattore a letto fisso per tenere il catalizzatore. Poiché la sorgente luminosa è di solito una lampada a forma rotonda, anche la forma del catalizzatore dovrebbe essere rotonda. Per ottenere un disco rotondo, è possibile premere la polvere in un disco compresso o per cambiare la lamina metallica in un ossido da anodizzazione. Il metodo di anodizzazione utilizza l'elettricità per ossidar.......
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Dichiarazioni
Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Ringraziamenti
Questo lavoro è supportato dalla Natural Science Foundation of China (n. 21506194, 21676255).
....Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Foglio di ti, 99,99% | Hebei Metal Technology Co., Ltd. | ||
| Foglio di pt, 99,99% | Tianjin Aida Henghao Technology Co., Ltd. | ||
| Fluoruro di ammonio, 98% | Aladino | A111758 | Glicole sensibile all'umidità |
| , >99,9% | Aladino | E103323 | |
| Etanolo anidro,>99,9% | Aladino | E111977 | Acetone infiammabile |
| , >99,5% | Hangzhou Shuanglin Chemical Co., Ltd. | 200-662-2 | Odore irritante |
| Acido nitrico, 65,0%-68,0% | Hangzhou Shuanglin Chemical Co., Ltd. | 231-714-2 | sensibile all'umidità |
| , 30% in peso in H2O | Aladino | H112515 | Forte urea ossidativa |
| , 99% | Aladino | U111897 | |
| Acqua deionizzata, 99,00% | realizzata in | ||
| , CELHXF300/CELHXUV300 | Beijing Zhongjiao Jinyuan Co., Ltd. | ||
| Reattore cilindrico inossidabile, CEL-GPPC | Beijing Zhongjiao Jinyuan Co., Ltd. | ||
| Lente di Fresnel, MYlens | Meiying Technology Co., Ltd. | ||
| 7000 maglia carta vetrata | Zibo Taichuan Abrasives Co., Ltd. | ||
| Pulitore ad ultrasuoni, SK2210HP | Shanghai Kedao Ultrasonic Instrument Co., Ltd. | ||
| Bagnomaria termostatico, DF-101S | Boncie Instrument Technology Co., Ltd. | ||
| Clip a coccodrillo | Guangzhou Rongyu Co., Ltd. | ||
| Sorgente di tensione costante CC, DY-150V 2A | Shanghai Anding Electric Co., Ltd. | ||
| Forno a muffola, KSL-1200X | Hefei Kejing Materials Technolgy Co., Ltd. | ||
| Vetro di quarzo | Lianyungang Weida Quartz Products Co., Ltd. | ||
| Termocoppie, WRNK-191K | Feiyang Electric Accessories Co., Ltd. | ||
| Agitatore elettromagnetico, 85-2 | Shanghai Zhiwei Electric Appliance Co., Ltd. | ||
| Pompa a vuoto, SHB-IIIA | Provincia di Henan, Taikang scienza e istruzione, fabbrica | ||
| , gascromatografo, GC2014 | SHIMAPZU | ||
| HT-PLOT Q, colonna capillare | Hychrom | ||
| , CEL-NP2000 | Pechino, Zhongjiao, Jinyuan Co., Ltd. | ||
| Bilancia elettronica, JJ124BC | Shanghai Jingtian Electronic Instrument Co., Ltd. |
Riferimenti
- De-Richter, R. K., Ming, T., Caillol, S. Fighting global warming by photocatalytic reduction of CO2, using giant photocatalytic reactors. Renewable & Sustainable Energy Reviews. 19 (1), 82-106 (2013).
- Fang, Y., Wang, X. Pho....
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Ristampe e permessi
