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由空气制成的水瓶,以及其他电化学奇观

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科学家们在金色,有限公司的国家可再生能源实验室(NREL)校园上的测试电解柜。资料来源:DENNIS SCHROEDER,NREL,2019年。

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如果您曾向洗涤剂添加过洗涤剂,则填满了您的储气罐或使用任何类型的塑料,您依赖于通过碳密集型工业反应产生的化合物。

几乎我们现代生活的各个方面都依赖于这些材料和燃料,但由于它们是由化学反应产生的,经济和环境成本可能是显着的。

电化学提供了用低成本的可再生电力替换化石燃料以产生这些必需化合物。利用和完善这些技术可以为一些最难以碳化的扇区提供解决方案,并且可以产生从大气中消除二氧化碳的碳负产品。

什么是电化学?

电化学是指在电化学电池中合成化学化合物。用电用于将水和二氧化碳变成更有价值的燃料或化学品,例如氢或乙烯。电化学模拟光合作用的过程 - 自然转变为材料的方式。

真实世界的应用是什么?

材料:制造的一些最温室气体(GHG)的耐心产品包括基本化学品,钢铁,水泥,铝,玻璃和纸。一种这样的基础化学品是乙烯,许多塑料的组分。通过使用从工业过程中捕获的二氧化碳或直接从大气中捕获的二氧化碳来生产乙烯 - 导致碳阴性塑料分子具有新的重用和回收机会,可以生产乙烯。

制造业:美国产业消耗更多的能量而不是交通,住宅或好用的买球外围app网站商业建设部门。目前,工业部门主要依赖于石油和天然气,并追踪成为轨道美国温室气体排放的最大来源在未来10年内。电化学可以将化石燃料替换为工业过程中的能源,以帮助解决这种难以替代的扇区。

燃料:好用的买球外围app网站运输目前占全球排放的24%。绿色氢气,这导致将水分子分解成氧气和可再生电力的氧气和氢气,可能对运输产生重大影响。好用的买球外围app网站该替代燃料源可以使燃料电池电动车和氢气动力的航空能够实现。绿色氢气甚至可以用作当今运输基础设施的液体燃料。好用的买球外围app网站它还可以作为一种大规模储能形式,这反过来将通过解决间歇性挑战来增加可再生能源的影响。

现在为什么这个新兴?

而不是识别消除我们依赖的材料的方法,而是许多公司,科学家和研究人员的目标是降低其开发过程的排放影响。

在过去十年中,太阳能和风力的电力急剧下降,这意味着可持续的方法已经变得更加可行。在同一时间段内,电化学领域已经存在显着的研发进展。

谁在努力?

证明电化学技术可以成本效益,并以规模部署是创造市场途径的两个最重要的挑战。

例如,生产绿色氢气所需的传统电解器使用铱,地球上最稀有的元素之一。新出现的电解槽技术代替依靠丰富的化学品,例如镍和铁,具有显着降低成本的潜力。

跨行业合作与研究有助于克服新技术到达市场的障碍。例如,Shell GameChanger加速器由NRER提供动力(Gcxn.)很快将宣布一群专注于电化学的初创公司。这些公司已被选中为该计划提供帮助证明其创新的可行性和可扩展性。

保持专注于开发和破坏风险的技术至关重要,这可以减少我们最广泛使用的化学品,材料和燃料的影响。随着可再生能源成本继续减少,跨行业举措和伙伴关系有可能证明可以成本有效地规模这些技术应用来实现现实影响。

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