Može li se ugljen-dioksid pretvoriti u gorivo?
1. Kako CO2 pretvoriti u gorivo?
Prvo, korištenje solarne energije za pretvaranje ugljični dioksid a vodu u gorivo. Istraživači koriste solarnu energiju za razdvajanje ugljičnog dioksida i vode za proizvodnju plinova kao što su vodonik, ugljični monoksid ili metan, koji se zatim obrađuju kako bi se pretvorili u kemikalije koje se mogu koristiti kao gorivo. Na ovaj način, naučnici su uspjeli da pretvore ugljični dioksid u ugljični monoksid, koji je neophodan za Zviack reakciju (Zviack).
Drugo, mikrobi se koriste za pretvaranje ugljičnog dioksida u organsku materiju. Korištenje mikroorganizama (uključujući alge i bakterije, itd.) za izvođenje fotosinteze, pretvaranje svjetlosne energije direktno u kemijsku energiju i pretvaranje ugljičnog dioksida u organsku tvar kao što je šećer za proizvodnju goriva iz biomase. Na primjer, istraživači koriste alge za pretvaranje sunčeve energije i ugljičnog dioksida u naftu i drugu biomasu kako bi napravili stvari poput biodizela i biobenzina.
Konačno, kemijska reakcija se koristi za pretvaranje ugljičnog dioksida u gorivo. Na primjer, istraživači koriste termohemijske ili elektrohemijske reakcije za pretvaranje ugljičnog dioksida u amonijak ili druge organske tvari, koje se zatim mogu preraditi u kemikalije koje se mogu koristiti kao gorivo. Na primjer, elektrohemijska redukcija se koristi za pretvaranje ugljičnog dioksida u formalne kiseline ili organske tvari kao što je mravlja kiselina, koje se zatim dalje sintetiziraju u goriva, itd.
2. Može li se CO2 pretvoriti u druge stvari?
Supstance koje se mogu međusobno pretvoriti ugljični dioksid uključuju biljke, životinje, mikroorganizme i neke hemijske reakcije.
Biljke su najvažniji pretvarači ugljičnog dioksida. Oni pretvaraju ugljični dioksid u organsku tvar fotosintezom, osiguravajući tako energiju potrebnu organizmima. Fotosinteza je proces u kojem biljke apsorbiraju vodu i ugljični dioksid iz sunčeve energije, a zatim koriste atome ugljika u njima za proizvodnju šećera i drugih organskih tvari, dok oslobađaju kisik. Ove organske materije biljke koriste kao sirovine za svoj rast i reprodukciju, a ugljični dioksid oslobađaju i biljke, čime se završava ciklus ugljičnog dioksida.
Životinje i mikroorganizmi također mogu pretvoriti ugljični dioksid u kisik kroz proces disanja, posebno neki morski organizmi, kao što su morske alge, itd., mogu pretvoriti veliku količinu ugljičnog dioksida u organsku tvar, mijenjajući tako morsko okruženje.
Osim toga, neke kemijske reakcije također mogu pretvoriti ugljični dioksid u druge tvari. Na primjer, sagorijevanje uglja može pretvoriti ugljični dioksid u sumpor dioksid i vodu, a kalcijum karbonat može pretvoriti ugljični dioksid u kalcijum karbonat, koji se može koristiti za proizvodnju materijala kao što su metali i cement. Osim toga, neke kemijske reakcije također mogu pretvoriti ugljični dioksid u ugljovodonike, kao što je metan, i koristiti ih u različite svrhe.
Ukratko, biljke, životinje, mikrobi i neke kemijske reakcije mogu promijeniti okoliš pretvarajući ugljični dioksid u druge tvari.
3. Možemo li CO2 pretvoriti natrag u ugalj?
U teoriji je i to moguće.
Odakle je došao ugalj? Proizvode ga biljke zakopane u zemlju. Element ugljika u biljkama ponekad dolazi od apsorpcije biljaka ugljični dioksid u zraku i pretvarajući ih u organsku materiju putem fotosinteze. Stoga je za isti broj molova atoma ugljika energija ugljičnog dioksida niža od energije uglja. Stoga se u prirodi reakcija sagorijevanja uglja za stvaranje ugljičnog dioksida može odvijati spontano kada je početna energija (kao što je paljenje) zadovoljena, ali proces pretvaranja ugljičnog dioksida u organsku tvar ne može se odvijati spontano, već mora proći fotosintezom, a energija dolazi od sunca.
Ako govorimo o umjetnoj rafinaciji, možemo simulirati fotosintezu i proces stvaranja uglja. Međutim, nema nikakve ekonomske koristi.
4. Može li se CO2 pretvoriti u prirodni plin?
Da, hemijska metoda troši mnogo energije, tako da je dobitak vrijedan gubitka.
Sadnja drveća, korištenje prirode za transformaciju, traje dugo i zahtijeva dugoročne napore svih, kao i čvrstu, dosljednu, praktičnu i učinkovitu politiku Z-F za povećanje vegetacije zemlje, a ne za njeno smanjenje. Nakon što vegetacija potroši ugljični dioksid, kretanjem zemljine kore, on se pretvara u naftu itd. kao u antičko doba.
Postoji i vrsta žitarica koja apsorbira ugljični dioksid, te direktno proizvodi alkohol i biogas iz zrna i slame, što je također transformacija
5. Šta se događa kada se ugljični dioksid i vodonik pomiješaju?
Ugljični dioksid a vodik može reagirati i proizvesti različite proizvode pod različitim uvjetima reakcije:
1. Ugljen-dioksid i vodonik reaguju na visokoj temperaturi i formiraju ugljen-monoksid i vodu;
2. Ugljen-dioksid i vodonik reaguju pod visokom temperaturom i visokim pritiskom i formiraju metan i vodu. Metan je najjednostavnija organska supstanca i glavna komponenta prirodnog gasa, biogasa, jamskog gasa, itd., opšte poznatog kao gas;
3. Ugljen-dioksid i vodonik reaguju na visokoj temperaturi i dodaju katalizator rutenijum-fosfin-hrom jedinjenje da bi se dobio metanol, koji je najjednostavniji zasićeni monohidrični alkohol i bezbojna je i isparljiva tečnost sa mirisom alkohola. Koristi se za proizvodnju formaldehida i pesticida itd., a koristi se kao ekstraktor za organske materije i denaturant za alkohol.
6. Pretvaranje ugljičnog dioksida u tečna goriva
Hemičari sa Univerziteta Illinois uspjeli su umjetnom fotosintezom stvoriti gorivo iz vode, ugljičnog dioksida i vidljive svjetlosti. Pretvaranjem ugljičnog dioksida u složenije molekule kao što je propan, tehnologija zelene energije uspješno je napredovala kako bi iskoristila višak ugljičnog dioksida i uskladištila sunčevu energiju u obliku kemijskih veza za korištenje tokom perioda niske sunčeve svjetlosti i najveće potražnje za energijom.
Biljke koriste sunčevu svjetlost za pokretanje reakcije vode i ugljičnog dioksida kako bi proizvele visokoenergetsku glukozu za skladištenje sunčeve energije. U novoj studiji, istraživači su razvili umjetnu reakciju koristeći nanočestice zlata bogate elektronima kao katalizator za pretvaranje ugljičnog dioksida i vode u gorivo koristeći vidljivo zeleno svjetlo koje biljke koriste u prirodnoj fotosintezi. Ova nova otkrića objavljena su u časopisu Nature Communications.
"Naš cilj je proizvesti složene ugljovodonike koji se mogu tečiti iz viška ugljičnog dioksida i održivih izvora energije poput sunčeve energije", rekao je Prashant Jain, profesor hemije i koautor studije. "Tečna goriva su idealna jer su kompatibilna s plinovitim gorivima. Lakši su, sigurniji i ekonomičniji za transport, a napravljena su od molekula dugog lanca s više veza, što znači da su energetski gušće."
U Jainovoj laboratoriji, Sungju Yu, postdoktorski istraživač i prvi autor studije, koristio je metalni katalizator da apsorbuje zeleno svjetlo i transportuje elektrone i protone potrebne za kemijsku reakciju ugljičnog dioksida i vode, djelujući kao hlorofil u prirodnoj fotosintezi.
Nanočestice zlata rade posebno dobro kao katalizatori jer njihove površine lako reaguju s molekulima ugljičnog dioksida, efektivno apsorbirajući svjetlosnu energiju bez razgradnje poput drugih metala sklonih rđi, rekao je Jain.
Postoji mnogo načina da se oslobodi energija pohranjena u hemijskim vezama ugljikovodičnih goriva. Međutim, jednostavan i tradicionalan način sagorevanja bi na kraju proizveo više ugljičnog dioksida, što je u suprotnosti s idejom hvatanja i pohranjivanja sunčeve energije, rekao je Jain.
"Postoje i druge netradicionalne primjene ugljovodonika napravljenih na ovaj način", rekao je. "Oni mogu generirati struju i napon za napajanje gorivnih ćelija. Postoje mnoge laboratorije širom svijeta koje rade na tome kako ih učiniti efikasnijim." pretvoriti hemijsku energiju ugljovodonika u električnu energiju.”
