Amonyak ve Hidrojen Üretmek İçin Yeni Yöntemler Geliştirilmeye Devam Ediyor

Amonyak ve Hidrojen Üretmek İçin Yeni Yöntemler Geliştirilmeye Devam Ediyor. Amonyak, azot bazlı gübre üretimi için dünyanın birincil hammaddesidir, ancak bunu üretmek, dünya çapında enerji tüketiminin yüzde 1 ila 2’sine eşdeğer miktarda enerji tüketiyor. National Science Foundation, Jingyi Chen ve Lauren Greenlee’ye amonyak üretemi için alternatif prosesler geliştirmek için 450.000 $ ödül verdi. Araştırma ayrıca, enerji depolama, yakıt ve kimyasal üretimi için daha rafine edilmiş ve çevre açısından daha uygun bir hidrojen üretme yöntemine yol açacaktır.

Chen, J. William Fulbright Sanat ve Bilim Üniversitesi’nde kimya ve biyokimya profesörüdür ve Lauren Greenlee ise Mühendislik Koleji’nde kimya mühendisliği asistan profesörüdür. Çalışmaları NSF’nin sürdürülebilir enerji kaynaklarını keşfetme ve geliştirme hedefini destekliyor.

Başta Haber-Bosch termal katalitik metot olmak üzere amonyak üretimi için konvansiyonel prosesler, amonyak üretmek için gerekli olan hidrojeni hidrokarbon kaynaklarından sağlamaktadır. Chen ve Greenlee, amonyak ve hidrojen üretmek için alternatif bir yöntem olan katalitik elektrokimyasal süreçler veya “elektrolizörler” geliştiriyorlar. Özellikle azot indirgeme reaksiyonu adı verilen ve amonyak oluşturmak için azotun su molekülleri ile birleştirildiği bir yöntem üzerinde yoğunlaşıyorlar. Ayrıca suyun oksijene ve hidrojene ayrıldığı oksijen çevrim reaksiyonu üzerinde çalışıyorlar. Her iki yöntem için araştırmacılar, hidrokarbon esaslı teknolojiler için gerekli olan yüksek sıcaklık koşullarından ziyade ortam sıcaklığında çalışabilen, verimli, değerli metal olmayan nanokatalistleri araştırıyorlar.

Araştırmacılar, demir ve nikel nanoyapıları bimetal ( Birbirine birleştirilen iki ayrı metalden oluşan bir cisimdir. Bimetalik nesneler, alaşımlar gibi iki veya daha fazla metal karışımı olmaksızın, farklı metal tabakalarından oluşur. Trimetal ve tetrametal, sırasıyla üç ve dört ayrı metalden oluşan nesneleri ifade eder. ) katalizörler olarak nitelemekte ve bu katalizörlerin elektrokimyasal prosesler için olan reaktivite ve seçiciliğini değerlendirecekler. Ardından, metallerin yapısını ve bileşimini elektrokatalitik etkinlikle ilişkilendirmek için yöntemler geliştirerek x-ışını absorpsiyon spektroskopisini kullanacaklardır.

Projenin amacı, ticari üretim için geliştirilebilen düşük maliyetli ve daha iyi performans gösteren katalitik bir elektrolizör tasarlamaktır.

Araştırma ve eğitimin entegre edildiği proje, fen, teknoloji, mühendislik ve matematik (STEM) alanlarında öğrencilerin katılımını artırmak üzere tasarlanmıştır. Chen ve Greenlee, araştırma programına katılmak için az temsil edilen gruplardan öğrencileri alacaklar. Araştırmacıların bulguları, Kimya Mühendisliği, Kimya ve Biyokimya bölümleri için öğretim ve müfredat geliştirmeye entegre edilecek.

Kaynak : http://news.uark.edu

Tamamen Karbon Nanotüplerden Oluşan Transistörlerden Yapılmış, İlk Bilgisayar Tanıtıldı

Tamamen Karbon Nanotüplerden Oluşan Transistörlerden Yapılmış, İlk Bilgisayar Tanıtıldı.Araştırmacıların her atomun içinde bulunan kuantum parçacıkları ya da her hücrede bulunan DNA gibi incelemekte olduğu birçok ilginç materyal arasında karbon nanotübü olarak bilinen, çok iyi arıtılmış karbondan oluşan kusursuz silindirler de bulunuyor.

İlkel olmasına karşın söz konusu buluş bu sıra dışı karbon lifler kullanılarak yapılan transistörlerin şu ana kadar keşfedilen en güçlü malzemeler olduğunu, genel amaçlı kullanım için üretilen bilgisayarlarda da kullanılabileceğini kanıtladı. Bilim insanlarının verdiği bilgiye göre, basit bir işletim sistemine sahip olan bu bilgisayar, hesaplama yapabiliyor ve aynı anda çalışmakta olan farklı işlemler arasında geçiş yapabiliyor.

Cihazın yapımını yöneten Stanford Üniversitesi’nden elektrik mühendisi Max Shulaker, “Kelimenin tam anlamıyla bir bilgisayar,” dedi. Shulaker, “Bu da karbon nanotüplerinden yapılmış kullanışlı devreler yapabileceğinizi ve hatasız bir şekilde imal edilebileceklerini gösteriyor.” şeklinde konuştu.

Araştırma Nature Dergisi’nde yayınlandı

Projede yer almayan Münih Teknik Üniversitesi’nden Franz Kreupl, “Evcilleştirilmiş nanotüpleri var,” dedi.

Çalışmaya fon sağlanmasına yardımcı olan National Science Foundation’dan üst düzey danışman Mihail Roco, nanotüp bilgisayarları “önemli bir bilimsel adım” olarak nitelendirdi ve tamamlanması halinde bunun bilgisayarların şu ankine göre onda bir daha az enerji sarf ederek, daha küçük bileşenlerle daha hızlı çalışmasını sağlayacağını belirtti.

Araştırmacılar, elektrik ve ısı iletiminin yanında ışığı soğurma ve yaymada sıra dışı özellikler sunan karbon nanotüplerin dijital potansiyeli konusunda oldukça umutlu. Bu tüpler yalnızca bir atom kalınlığında karbon tabakalarının insan saçından yaklaşık 10 bin kez daha ince borular oluşturacak şekilde sarılmasından oluşuyor.

Hemen her elektronik cihazda bulunan açma kapama düğmesinin bir versiyonu olan ilk nanotüp transistörü 1998’de keşfedildi. Ancak yakın zamana kadar araştırmacılar, bilgisayarların kompleks mikroçiplerinde kullanılabilmesi için mükemmel hizalanma, düzen ve saflığa sahip olması gereken bu tüplerin çoklu olarak üretilmesinin neredeyse imkansız olduğunu düşünüyordu.

Nanotüplerin oluşumu ise kristallerin oluşumuyla benzerlik gösteriyor. Mikado çubuklarının yere düşmesi gibi rastgele hizalanıyorlar bu da tüplerin enine yani istenmeyen şekilde sıralar da yapabilmesine neden oluyor. Yaklaşık yüzde 30’u metalik safsızlık denilen öngörülemez düzensiz yapıları oluşturuyor. Her bir kusur kısa devreye neden olabiliyor. Kusursuz ısı ve elektrik iletimi için tüplerin kusursuz şekilde yan yana sıralanması gerekiyor.

Stanford Üniversitesi’nden projede yer alan elektrik mühendisi Subhasish Mitra, “Bunu asla üretemezsiniz dedi,” şeklinde konuştu. Araştırmacılar özel bir devre tasarımı yaptı ve safsızlıkların önüne geçmek için güçlü bir hata ayıklama tekniği oluşturdu.
nanotüp

 

Kaynak : t24