راهی بهتر برای تبدیل آلودگی به سوخت

تبدیل الکتروشیمیایی نیترات موجود در آب آلوده به آمونیاک، یک راه‌حل بالقوه سازگار با محیط زیست برای تصفیه آب و توسعه کود بدون سوخت فسیلی و سوخت‌های بدون کربن ارائه می‌دهد. با این حال، یافتن راهی کارآمد و ارزان برای انجام این کار آسان نیست.
نیترات، یک آلاینده موجود در فاضلاب، می‌تواند به آمونیاک تبدیل شود. سپس می‌تواند به کود، سوخت بدون کربن و سایر محصولات مفید تبدیل شود. گروه تحقیقاتی وینتر رویکردی دو جانبه اتخاذ کردند. اولاً، آنها یک یونوفور، مولکولی که به یون‌های خاصی جذب می‌شود، در این مورد، نیتریت، را به سیستم خود اضافه کردند. این مفید است زیرا وقتی نیترات را به آمونیاک تبدیل می‌کنید، نیتریت یک محصول جانبی است که در طول مسیر تشکیل می‌شود. گاهی اوقات، قبل از اینکه به طور کامل به آمونیاک تبدیل شود، دوباره به آب بازمی‌گردد. بنابراین ترفند محققان این است که یونوفور را که در نگه داشتن نیتریت در نزدیکی خود خوب است، به آن اجازه می‌دهد قبل از آزاد شدن مجدد در آب به آمونیاک تبدیل شود. و این کلید اصلی برای دستیابی به انتخاب‌پذیری بسیار بالای آمونیاک است.
برای بخش دوم فناوری، آنها یک غشای الکتریکی ساخته شده از مس و نانولوله‌های کربنی، یک پلتفرم تبدیل الکتروشیمیایی که آزمایشگاه وینتر در آن تخصص دارد، را به کار گرفتند. این همان چیزی است که به سیستم اجازه می‌دهد آمونیاک را به سرعت به نیترات تبدیل کند. بخشی از چالش این است که، به دلیل سرعت بالای عملکرد غشا، در نهایت مقدار زیادی نیتریت دریافت می‌کنید. اما وقتی غشای الکتریکی را با یونوفور ترکیب می‌کنیم، هم فعالیت بسیار بالا و هم گزینش‌پذیری بالای آمونیاک را بدون نیاز به مصالحه با یکی از آنها به دست می‌آورد.
نتیجه:
برای آزمایش سیستم در یک کاربرد واقعی، محققان آن را روی آب دریاچه‌ای در نزدیکی دانشگاه ییل و یک تصفیه‌خانه فاضلاب در دانشگاه کنتیکت استفاده کردند. در هر دو مورد، آنها دریافتند که سیستمشان از یک آزمایش حیاتی برای پایدار ماندن به مدت چند ساعت سربلند بیرون آمد. علاوه بر این، به گفته وینتر، از آنجایی که غشاها بسیار انعطاف‌پذیر هستند، فرصت‌هایی برای افزایش مقیاس آن به سطح فرآیندهای تصفیه آب معمولی وجود دارد.