Es pot convertir el diòxid de carboni en combustible?
1. Com convertir el CO2 en combustible?
En primer lloc, utilitzar l'energia solar per convertir diòxid de carboni i l'aigua en combustible. Els investigadors utilitzen l'energia solar per dividir el diòxid de carboni i l'aigua per produir gasos com l'hidrogen, el monòxid de carboni o el metà, que després es processen per convertir-los en productes químics que es poden utilitzar com a combustible. D'aquesta manera, els científics han aconseguit convertir el diòxid de carboni en monòxid de carboni, que és necessari per a la reacció de Zviack (Zviack).
En segon lloc, els microbis s'utilitzen per convertir el diòxid de carboni en matèria orgànica. Utilitzar microorganismes (incloses algues i bacteris, etc.) per fer la fotosíntesi, convertir l'energia lluminosa directament en energia química i convertir el diòxid de carboni en matèria orgànica com el sucre per produir combustible de biomassa. Per exemple, els investigadors utilitzen algues per convertir l'energia solar i el diòxid de carboni en petroli i altres biomassa per fer coses com el biodièsel i la biogasolina.
Finalment, s'utilitza una reacció química per convertir el diòxid de carboni en combustible. Per exemple, els investigadors utilitzen reaccions termoquímiques o electroquímiques per convertir el diòxid de carboni en amoníac o altres materials orgànics, que després es poden processar en productes químics que es poden utilitzar com a combustible. Per exemple, la reducció electroquímica s'utilitza per convertir el diòxid de carboni en àcids formals o substàncies orgàniques com l'àcid fòrmic, que després es sintetitzen en combustibles, etc.
2. El CO2 es pot convertir en altres coses?
Substàncies amb les quals es poden interconvertir diòxid de carboni inclouen plantes, animals, microorganismes i algunes reaccions químiques.
Les plantes són els convertidors més importants de diòxid de carboni. Converteixen el diòxid de carboni en matèria orgànica mitjançant la fotosíntesi, proporcionant així l'energia que necessiten els organismes. La fotosíntesi és el procés pel qual les plantes absorbeixen l'aigua i el diòxid de carboni de l'energia del sol, i després utilitzen els àtoms de carboni que hi ha per fer sucres i altres matèria orgànica, alhora que alliberen oxigen. Aquestes matèries orgàniques són utilitzades per les plantes com a matèries primeres per al seu creixement i reproducció, i el diòxid de carboni també és alliberat per les plantes, completant així el cicle del diòxid de carboni.
Els animals i els microorganismes també poden convertir el diòxid de carboni en oxigen mitjançant el procés de respiració, especialment alguns organismes marins, com les algues, etc., poden convertir una gran quantitat de diòxid de carboni en matèria orgànica, canviant així el medi marí.
A més, algunes reaccions químiques també poden convertir el diòxid de carboni en altres substàncies. Per exemple, la crema de carbó pot convertir el diòxid de carboni en diòxid de sofre i aigua, i el carbonat de calci pot convertir el diòxid de carboni en carbonat de calci, que es pot utilitzar per fabricar materials com metalls i ciment. A més, algunes reaccions químiques també poden convertir el diòxid de carboni en hidrocarburs, com el metà, i utilitzar-los per a diferents finalitats.
En resum, les plantes, els animals, els microbis i algunes reaccions químiques són capaços de canviar el medi ambient convertint el diòxid de carboni en altres substàncies.
3. Podem tornar a convertir el CO2 en carbó?
En teoria, també és possible.
D'on ha sortit el carbó? És produït per plantes enterrades a terra. L'element carboni de les plantes de vegades prové de l'absorció de les plantes diòxid de carboni a l'aire i convertint-los en matèria orgànica mitjançant la fotosíntesi. Per tant, per al mateix nombre de mols d'àtoms de carboni, l'energia del diòxid de carboni és menor que la del carbó. Per tant, a la natura, la reacció de la combustió del carbó per generar diòxid de carboni pot procedir espontàniament quan es satisfà l'energia inicial (com ara la ignició), però el procés de convertir el diòxid de carboni en matèria orgànica no pot procedir espontàniament, i ha de passar per la fotosíntesi, i l'energia prové del sol.
Si parlem de refinació artificial, podem simular la fotosíntesi i el procés de formació del carbó. No obstant això, no hi ha cap benefici econòmic.
4. Es pot convertir el CO2 en gas natural?
Sí, el mètode químic consumeix molta energia, de manera que el guany val la pena la pèrdua.
Plantar arbres, utilitzar la natura per transformar-se, requereix molt de temps i requereix els esforços a llarg termini de tothom, i les polítiques fermes, coherents, pràctiques i efectives de Z-F per augmentar la vegetació de la terra, no disminuir-la. Després que la vegetació consumeix diòxid de carboni, pel moviment de l'escorça terrestre, es converteix en petroli, etc. com en l'antiguitat.
També hi ha una espècie de gra que absorbeix diòxid de carboni i produeix directament alcohol i biogàs a partir de gra i palla, que també és una transformació.
5. Què passa quan es barregen diòxid de carboni i hidrogen?
Diòxid de carboni i l'hidrogen pot reaccionar per produir diferents productes en diferents condicions de reacció:
1. El diòxid de carboni i l'hidrogen reaccionen a alta temperatura per formar monòxid de carboni i aigua;
2. El diòxid de carboni i l'hidrogen reaccionen a alta temperatura i alta pressió per formar metà i aigua. El metà és la substància orgànica més senzilla i el component principal del gas natural, biogàs, gas de fossa, etc., comunament conegut com a gas;
3. El diòxid de carboni i l'hidrogen reaccionen a alta temperatura i afegeixen un compost catalitzador ruteni-fosfina-crom per produir metanol, que és l'alcohol monohídric saturat més simple i és un líquid incolor i volàtil amb olor a alcohol. S'utilitza per produir formaldehid i pesticides, etc., i s'utilitza com a extractor de matèria orgànica i desnaturalitzant per a l'alcohol.
6. Convertir diòxid de carboni en combustibles líquids
Els químics de la Universitat d'Illinois han aconseguit crear combustible a partir d'aigua, diòxid de carboni i llum visible mitjançant la fotosíntesi artificial. En convertir el diòxid de carboni en molècules més complexes com el propà, la tecnologia d'energia verda ha avançat amb èxit per aprofitar l'excés de diòxid de carboni i emmagatzemar l'energia solar en forma d'enllaços químics per utilitzar-los durant els períodes de baixa llum solar i la demanda d'energia màxima.
Les plantes utilitzen la llum solar per impulsar la reacció de l'aigua i el diòxid de carboni per produir glucosa d'alta energia per emmagatzemar energia solar. En el nou estudi, els investigadors van desenvolupar una reacció artificial utilitzant nanopartícules d'or riques en electrons com a catalitzador per convertir el diòxid de carboni i l'aigua en combustible mitjançant la llum verda visible que utilitzen les plantes en la fotosíntesi natural. Aquestes noves troballes es van publicar a la revista Nature Communications.
"El nostre objectiu és produir hidrocarburs complexos i liquables a partir de l'excés de diòxid de carboni i fonts d'energia sostenibles com l'energia solar", va dir Prashant Jain, professor de química i coautor de l'estudi. "Els combustibles líquids són ideals perquè són compatibles amb els gasosos. Són més fàcils, segurs i econòmics de transportar, i estan fets de molècules de cadena llarga amb més enllaços, la qual cosa significa que són més densos energètics".
Al laboratori de Jain, Sungju Yu, investigador postdoctoral i primer autor de l'estudi, va utilitzar un catalitzador metàl·lic per absorbir la llum verda i transportar els electrons i protons necessaris per a la reacció química del diòxid de carboni i l'aigua, actuant com a clorofil·la en la fotosíntesi natural.
Les nanopartícules d'or funcionen especialment bé com a catalitzadors perquè les seves superfícies reaccionen fàcilment amb les molècules de diòxid de carboni, absorbint eficaçment l'energia de la llum sense trencar-se com altres metalls propensos a l'oxidació, va dir Jain.
Hi ha moltes maneres d'alliberar l'energia emmagatzemada en els enllaços químics dels combustibles hidrocarburs. Tanmateix, la forma senzilla i tradicional de cremar-lo acabaria produint més diòxid de carboni, cosa que va en contra de la idea de captar i emmagatzemar energia solar en primer lloc, va dir Jain.
"Hi ha altres aplicacions no tradicionals d'hidrocarburs fetes d'aquesta manera", va dir. "Poden generar corrent i voltatge per alimentar les piles de combustible. Hi ha molts laboratoris arreu del món que treballen en com fer-les més eficients". convertir l'energia química dels hidrocarburs en energia elèctrica".
