Dit cool-als-de-hel, long-inspired ontwerp kan water in brandstof veranderen

Ademhaling lijkt ons voor de hand liggend, maar vooral voor chemische ingenieurs is de zoogende werking van het inademen van zuurstof en het uitademen van koolstofdioxide nog steeds als een wonder te beschouwen. Wetenschappers willen graag een manier bedenken om het proces om te keren, dat wil zeggen kooldioxide op te zuigen en om te zetten in iets bruikbare brandstof voor het leven. Dat is de reden waarom een ​​nieuw, op de long geïnspireerde mechanisch ontwerp dat water in brandstof omzet, zo'n zegen kan zijn voor de schone-energiesector.

Onderzoekers van Stanford University hebben gisteren aangekondigd dat ze een elektrokatalysator hebben ontworpen - materiaal dat chemische reacties aanpast en verhoogt zonder dat het wordt verbruikt in het proces - dat dezelfde tweeweggasuitwisseling nabootst die onze lichamen elke dag tienduizenden keren uitvoeren. Hun ontwerp, gepubliceerd in het tijdschrift Joule, put uit de unieke structuur van de longblaasjes van de long om water te splitsen in waterstof- en zuurstofmoleculen - en vervolgens de zuurstofmoleculen opnieuw te gebruiken als brandstof voor de katalysator.

Oké, herinner je de biologie van de negende klas? De longblaasjes zijn de kleine luchtzakjes die aan het einde van ons ademhalingssysteem zitten. Slechts een cel dik, longblaasjes zorgen voor zuurstof die we inademen om door hen heen en in de bloedbaan te diffunderen; tegelijkertijd stroomt koolstofdioxide, een bijproduct van cellulaire ademhaling, terug door de longblaasjes en wordt uiteindelijk uitgeademd. Wetenschappers van Stanford University, geleid door Yi Cui, hebben een alveolus-achtig, ultradun membraan van polyethyleen in hun ontwerp verwerkt om te helpen bij de gelijktijdige gasuitwisseling. Wie wist dat ademhalen zo inspirerend kan zijn?

De hoop dat we "water als brandstof" kunnen gebruiken, circuleert al enkele jaren door de schone energiegemeenschap. Maar het probleem was altijd een gebrek aan efficiëntie. De energie die nodig was om waterstof en zuurstof te splitsen was groter dan de hoeveelheid energie die uiteindelijk werd gegenereerd. Met dit nieuwe op de longen geïnspireerde ontwerp wordt zuurstof gesplitst van waterstof en vervolgens gebruikt als brandstof om het mechanisme voortdurend van stroom te voorzien. Het zit allemaal in hetzelfde systeem. En het is cool als de hel.

Hoewel het ontwerp nog in een testfase verkeert en nog niet klaar is voor commercieel gebruik, hopen Yi Cui en zijn team dat hun elektrokatalysator nuttig zal zijn voor bestaande technologieën, zoals brandstofcellen, die draaien zolang ze toegang hebben tot brandstof en zuurstof (en nu water! Wat zou die brandstof kunnen zijn!). Ze denken ook dat de technologie nuttig zou kunnen zijn voor het ontwikkelen van metaal-luchtbatterijen.

Het is niet duidelijk of grootschalige adoptie van dit longontwerp, o, ik weet het niet, gebruik kan maken van de stijgende watermassa's die dreigen te zinken, zoals de hele oostkust, maar ach, je kunt altijd hopen.