Ĉu karbondioksido povas esti konvertita en fuelon?
1. Kiel konverti CO2 en brulaĵon?
Unue, uzante sunenergion por konverti karbondioksido kaj akvo en brulaĵon. Esploristoj uzas sunenergion por dividi karbondioksidon kaj akvon por produkti gasojn kiel hidrogeno, karbonmonoksido aŭ metano, kiuj tiam estas prilaboritaj por konverti ilin en kemiaĵojn, kiuj povas esti uzataj kiel brulaĵo. Tiamaniere la sciencistoj sukcesis konverti karbondioksidon en karbonmonoksidon, kiu estas postulata por la reago de Zviack (Zviack).
Due, mikroboj estas uzataj por konverti karbondioksidon en organikan materion. Uzante mikroorganismojn (inkluzive de algoj kaj bakterioj, ktp.) por fari fotosintezon, konverti lumenergion rekte en kemian energion, kaj konverti karbondioksidon en organikan materion kiel ekzemple sukero por produkti biomasan fuelon. Ekzemple, esploristoj uzas algojn por konverti sunenergion kaj karbondioksidon en petrolon kaj alian biomason por fari aĵojn kiel biodizelon kaj biobenzinon.
Fine, kemia reakcio estas uzata por konverti la karbondioksidon en fuelon. Ekzemple, esploristoj uzas termokemiajn aŭ elektrokemiajn reagojn por konverti karbondioksidon en amoniako aŭ aliajn organikaĵojn, kiuj tiam povas esti prilaboritaj en kemiaĵojn, kiuj povas esti uzataj kiel brulaĵo. Ekzemple, elektrokemia redukto kutimas konverti karbondioksidon en formalajn acidojn aŭ organikajn substancojn kiel ekzemple formikacido, kiuj tiam estas plu sintezitaj en fuelojn, ktp.
2. Ĉu CO2 povas esti konvertita en aliajn aferojn?
Substancoj kun kiuj povas interkonverti karbondioksido inkluzivas plantojn, bestojn, mikroorganismojn kaj kelkajn kemiajn reakciojn.
Plantoj estas la plej gravaj transformiloj de karbondioksido. Ili transformas karbondioksidon en organikan materion per fotosintezo, tiel disponigante la energion bezonatan de organismoj. Fotosintezo estas la procezo per kiu plantoj sorbas akvon kaj karbondioksidon de la energio de la suno, tiam uzas la karbonatomojn en ili por fari sukerojn kaj alian organikan materion, liberigante oksigenon. Tiuj organikaj materioj estas uzataj de plantoj kiel krudmaterialoj por ilia kresko kaj reproduktado, kaj karbondioksido ankaŭ estas liberigita de plantoj, tiel kompletigante la ciklon de karbondioksido.
Bestoj kaj mikroorganismoj ankaŭ povas konverti karbondioksidon en oksigenon per la spira procezo, precipe iuj maraj organismoj, kiel algoj, ktp., ili povas konverti grandan kvanton da karbondioksido en organikan materion, tiel ŝanĝante la maran medion.
Krome, iuj kemiaj reakcioj ankaŭ povas konverti karbondioksidon en aliajn substancojn. Ekzemple, brulanta karbo povas konverti karbondioksidon en sulfuran dioksidon kaj akvon, kaj kalcia karbonato povas konverti karbondioksidon en kalcian karbonaton, kiu povas esti uzita por fari materialojn kiel ekzemple metaloj kaj cemento. Krome, kelkaj kemiaj reakcioj ankaŭ povas konverti karbondioksidon en hidrokarbidojn, kiel metano, kaj uzi ilin por diversaj celoj.
En resumo, plantoj, bestoj, mikroboj kaj kelkaj kemiaj reakcioj ĉiuj kapablas ŝanĝi la medion konvertante karbondioksidon en aliajn substancojn.
3. Ĉu ni povas konverti CO2 reen en karbon?
En teorio, ĝi ankaŭ eblas.
De kie venis la karbo? Ĝi estas produktita de plantoj enterigitaj en la grundo. La karbona elemento en plantoj foje venas de plantoj absorbantaj karbondioksido en la aero kaj transformante ilin en organikan materion per fotosintezo. Tial, por la sama nombro da moloj da karbonatomoj, la energio de karbondioksido estas pli malalta ol tiu de karbo. Tial, en naturo, la reago de brulanta karbo por generi karbondioksidon povas daŭrigi spontanee kiam la komenca energio (kiel ekzemple ekbruligo) estas kontentigita, sed la procezo de turnado de karbondioksido en organikan materion ne povas daŭrigi spontanee, kaj devas trapasi fotosintezon, kaj la energio venas de la suno.
Se ni parolas pri artefarita rafinado, ni povas simuli fotosintezon kaj karboforman procezon. Tamen tute ne ekzistas ekonomia profito.
4. Ĉu CO2 povas esti konvertita en naturan gason?
Jes, la kemia metodo konsumas multe da energio, do la gajno valoras la perdon.
Planti arbojn, uzi la naturon por transformi, daŭras longan tempon, kaj postulas ĉies longdaŭrajn klopodojn, kaj la firmaj, konsekvencaj, praktikaj kaj efikaj politikoj de Z-F por pliigi la vegetaĵaron de la tero, ne malpliigi ĝin. Post kiam la vegetaĵaro konsumas karbondioksidon, per la movado de la terkrusto, ĝi transformiĝas en oleon ktp kiel en antikvaj tempoj.
Ekzistas ankaŭ speco de greno, kiu sorbas karbondioksidon, kaj rekte produktas alkoholon kaj biogason el greno kaj pajlo, kio ankaŭ estas transformo.
5. Kio okazas kiam karbona dioksido kaj hidrogeno miksiĝas?
Karbona dioksido kaj hidrogeno povas reagi por produkti malsamajn produktojn sub malsamaj reagkondiĉoj:
1. Karbona dioksido kaj hidrogeno reagas ĉe alta temperaturo por formi karbonmonoksidon kaj akvon;
2. Karbona dioksido kaj hidrogeno reagas sub alta temperaturo kaj alta premo por formi metanon kaj akvon. Metano estas la plej simpla organika substanco kaj la ĉefa komponanto de tergaso, biogaso, fosaĵgaso, ktp., kutime konata kiel gaso;
3. Karbona dioksido kaj hidrogeno reagas ĉe alta temperaturo kaj aldonas katalizilon rutenio-fosfino-kromo-komponaĵo por produkti metanolon, kiu estas la plej simpla saturita monohidrida alkoholo kaj estas senkolora kaj volatila likvaĵo kun alkohola odoro. Ĝi estas uzata por produkti formaldehidon kaj Pesticidojn, ktp., kaj uzata kiel ekstraktilo por organika materio kaj malnaturanto por alkoholo.
6. Konverti karbondioksidon en likvajn brulaĵojn
Kemiistoj de la Universitato de Ilinojso sukcesis krei brulaĵon el akvo, karbondioksido kaj videbla lumo per artefarita fotosintezo. Konvertante karbondioksidon en pli kompleksajn molekulojn kiel propano, verda energioteknologio sukcese antaŭeniris por utiligi troan karbondioksidon kaj stoki sunenergion en la formo de kemiaj ligoj por uzo dum periodoj de malalta sunlumo kaj pintenergiopostulo.
Plantoj uzas sunlumon por movi la reagon de akvo kaj karbondioksido por produkti alt-energian glukozon por stoki sunenergion. En la nova studo, la esploristoj evoluigis artefaritan reagon uzante elektronriĉajn orajn nanopartiklojn kiel katalizilon por konverti karbondioksidon kaj akvon en fuelon uzante la videblan verdan lumon, kiun plantoj uzas en natura fotosintezo. Ĉi tiuj novaj trovoj estis publikigitaj en la revuo Nature Communications.
"Nia celo estas produkti kompleksajn, likvigeblajn hidrokarbonojn el troa karbondioksido kaj daŭrigeblaj energifontoj kiel suna energio," diris Prashant Jain, profesoro pri kemio kaj studkunaŭtoro. "Likvaj brulaĵoj estas idealaj ĉar ili estas kongruaj kun gasaj brulaĵoj. Ili estas pli facilaj, pli sekuraj kaj pli ekonomie transporteblaj, kaj ili estas faritaj el longĉenaj molekuloj kun pli da ligoj, kio signifas, ke ili estas pli energidensaj."
En la laboratorio de Jain, Sungju Yu, postdoktoriĝa esploristo kaj la unua aŭtoro de la studo, uzis metalan katalizilon por sorbi verdan lumon kaj transporti la elektronojn kaj protonojn necesajn por la kemia reago de karbondioksido kaj akvo, agante kiel klorofilo en natura fotosintezo.
Oraj nanopartikloj funkcias precipe bone kiel kataliziloj ĉar iliaj surfacoj reagas facile kun karbondioksidaj molekuloj, efike sorbante luman energion sen rompiĝi kiel aliaj rust-inklinaj metaloj, diris Jain.
Estas multaj manieroj liberigi la energion stokitan en la kemiaj ligoj de hidrokarbonaj brulaĵoj. Tamen, la simpla kaj tradicia maniero bruligi ĝin finus produkti pli da karbondioksido, kio kontraŭas la ideon unue kapti kaj stoki sunenergion, diris Jain.
"Ekzistas aliaj netradiciaj aplikoj de hidrokarbidoj faritaj tiel," li diris. "Ili povas generi kurenton kaj tension por funkciigi fuelpilojn. Estas multaj laboratorioj tra la mondo laborantaj pri kiel fari ilin pli efikaj." konverti la kemian energion en hidrokarbidoj en elektran energion."
