¿Se puede convertir el dióxido de carbono en combustible?
1. ¿Cómo convertir CO2 en combustible?
Primero, usar energía solar para convertir dióxido de carbono y agua en combustible. Los investigadores utilizan la energía solar para dividir el dióxido de carbono y el agua y producir gases como hidrógeno, monóxido de carbono o metano, que luego se procesan para convertirlos en sustancias químicas que pueden usarse como combustible. De esta manera, los científicos lograron convertir el dióxido de carbono en monóxido de carbono, necesario para la reacción de Zviack (Zviack).
En segundo lugar, se utilizan microbios para convertir el dióxido de carbono en materia orgánica. Utilizar microorganismos (incluidas algas y bacterias, etc.) para realizar la fotosíntesis, convertir la energía luminosa directamente en energía química y convertir el dióxido de carbono en materia orgánica como el azúcar para producir combustible de biomasa. Por ejemplo, los investigadores utilizan algas para convertir la energía solar y el dióxido de carbono en petróleo y otra biomasa para producir biodiesel y biogasolina.
Finalmente, se utiliza una reacción química para convertir el dióxido de carbono en combustible. Por ejemplo, los investigadores utilizan reacciones termoquímicas o electroquímicas para convertir el dióxido de carbono en amoníaco u otros compuestos orgánicos, que luego pueden procesarse en sustancias químicas que pueden usarse como combustible. Por ejemplo, la reducción electroquímica se utiliza para convertir el dióxido de carbono en ácidos formales o sustancias orgánicas como el ácido fórmico, que luego se sintetizan en combustibles, etc.
2. ¿Se puede convertir el CO2 en otras cosas?
Sustancias que pueden interconvertirse con dióxido de carbono incluyen plantas, animales, microorganismos y algunas reacciones químicas.
Las plantas son los convertidores más importantes de dióxido de carbono. Convierten el dióxido de carbono en materia orgánica mediante la fotosíntesis, proporcionando así la energía que necesitan los organismos. La fotosíntesis es el proceso mediante el cual las plantas absorben agua y dióxido de carbono de la energía del sol, luego usan los átomos de carbono que contienen para producir azúcares y otra materia orgánica, mientras liberan oxígeno. Estas materias orgánicas son utilizadas por las plantas como materia prima para su crecimiento y reproducción, y las plantas también liberan dióxido de carbono, completando así el ciclo del dióxido de carbono.
Los animales y microorganismos también pueden convertir dióxido de carbono en oxígeno mediante el proceso de respiración, especialmente algunos organismos marinos, como las algas, etc., pueden convertir una gran cantidad de dióxido de carbono en materia orgánica, cambiando así el medio marino.
Además, algunas reacciones químicas también pueden convertir el dióxido de carbono en otras sustancias. Por ejemplo, quemar carbón puede convertir el dióxido de carbono en dióxido de azufre y agua, y el carbonato de calcio puede convertir el dióxido de carbono en carbonato de calcio, que puede usarse para fabricar materiales como metales y cemento. Además, algunas reacciones químicas también pueden convertir el dióxido de carbono en hidrocarburos, como el metano, y utilizarlos para diversos fines.
En resumen, las plantas, los animales, los microbios y algunas reacciones químicas son capaces de cambiar el medio ambiente al convertir el dióxido de carbono en otras sustancias.
3. ¿Podemos volver a convertir el CO2 en carbón?
En teoría, también es posible.
¿De dónde vino el carbón? Lo producen plantas enterradas en el suelo. El elemento carbono en las plantas a veces proviene de plantas que absorben dióxido de carbono en el aire y convertirlos en materia orgánica mediante la fotosíntesis. Por tanto, para el mismo número de moles de átomos de carbono, la energía del dióxido de carbono es menor que la del carbón. Por lo tanto, en la naturaleza, la reacción de quemar carbón para generar dióxido de carbono puede ocurrir espontáneamente cuando se satisface la energía inicial (como la ignición), pero el proceso de convertir el dióxido de carbono en materia orgánica no puede ocurrir espontáneamente y debe pasar por la fotosíntesis y la energía proviene del sol.
Si hablamos de refinación artificial, podemos simular el proceso de fotosíntesis y formación de carbón. Sin embargo, no hay ningún beneficio económico.
4. ¿Se puede convertir el CO2 en gas natural?
Sí, el método químico consume mucha energía, por lo que vale la pena perder la ganancia.
Plantar árboles, utilizar la naturaleza para transformar, lleva mucho tiempo y requiere los esfuerzos a largo plazo de todos y las políticas firmes, consistentes, prácticas y efectivas de Z-F para aumentar la vegetación de la tierra, no disminuirla. Después de que la vegetación consume dióxido de carbono, a través del movimiento de la corteza terrestre, se convierte en petróleo, etc., como en la antigüedad.
También existe un tipo de grano que absorbe dióxido de carbono y produce directamente alcohol y biogás a partir del grano y la paja, lo que también es una transformación.
5. ¿Qué sucede cuando el dióxido de carbono y el hidrógeno se mezclan?
Dióxido de carbono y el hidrógeno puede reaccionar para producir diferentes productos en diferentes condiciones de reacción:
1. El dióxido de carbono y el hidrógeno reaccionan a alta temperatura para formar monóxido de carbono y agua;
2. El dióxido de carbono y el hidrógeno reaccionan a alta temperatura y alta presión para formar metano y agua. El metano es la sustancia orgánica más simple y el principal componente del gas natural, biogás, gas de pozo, etc., comúnmente conocido como gas;
3. El dióxido de carbono y el hidrógeno reaccionan a alta temperatura y añaden un compuesto catalizador de rutenio-fosfina-cromo para producir metanol, que es el alcohol monohídrico saturado más simple y es un líquido incoloro y volátil con olor a alcohol. Se utiliza para producir formaldehído y pesticidas, etc., y como extractante de materia orgánica y desnaturalizante de alcohol.
6. Convertir dióxido de carbono en combustibles líquidos
Químicos de la Universidad de Illinois han conseguido crear combustible a partir de agua, dióxido de carbono y luz visible mediante la fotosíntesis artificial. Al convertir el dióxido de carbono en moléculas más complejas como el propano, la tecnología de energía verde ha avanzado con éxito para aprovechar el exceso de dióxido de carbono y almacenar energía solar en forma de enlaces químicos para su uso durante períodos de poca luz solar y demanda máxima de energía.
Las plantas utilizan la luz solar para impulsar la reacción del agua y el dióxido de carbono para producir glucosa de alta energía para almacenar energía solar. En el nuevo estudio, los investigadores desarrollaron una reacción artificial utilizando nanopartículas de oro ricas en electrones como catalizador para convertir dióxido de carbono y agua en combustible utilizando la luz verde visible que las plantas utilizan en la fotosíntesis natural. Estos nuevos hallazgos fueron publicados en la revista Nature Communications.
"Nuestro objetivo es producir hidrocarburos complejos y licuables a partir del exceso de dióxido de carbono y fuentes de energía sostenibles como la energía solar", dijo Prashant Jain, profesor de química y coautor del estudio. "Los combustibles líquidos son ideales porque son compatibles con los combustibles gaseosos. Son más fáciles, seguros y económicos de transportar, y están hechos de moléculas de cadena larga con más enlaces, lo que significa que son más densos en energía".
En el laboratorio de Jain, Sungju Yu, investigador postdoctoral y primer autor del estudio, utilizó un catalizador metálico para absorber la luz verde y transportar los electrones y protones necesarios para la reacción química del dióxido de carbono y el agua, actuando como clorofila en la fotosíntesis natural.
Las nanopartículas de oro funcionan particularmente bien como catalizadores porque sus superficies reaccionan fácilmente con las moléculas de dióxido de carbono, absorbiendo efectivamente la energía luminosa sin descomponerse como otros metales propensos a oxidarse, dijo Jain.
Hay muchas formas de liberar la energía almacenada en los enlaces químicos de los combustibles de hidrocarburos. Sin embargo, la forma simple y tradicional de quemarlo terminaría produciendo más dióxido de carbono, lo que va en contra de la idea de capturar y almacenar energía solar en primer lugar, dijo Jain.
“Existen otras aplicaciones no tradicionales de los hidrocarburos elaborados de esta manera”, afirmó. "Pueden generar corriente y voltaje para alimentar pilas de combustible. Hay muchos laboratorios en todo el mundo trabajando para hacerlas más eficientes". convertir la energía química de los hidrocarburos en energía eléctrica”.
