Le dioxyde de carbone peut-il être converti en carburant ?
1. Comment convertir le CO2 en carburant ?
Premièrement, utiliser l’énergie solaire pour convertir dioxyde de carbone et de l'eau dans le carburant. Les chercheurs utilisent l’énergie solaire pour diviser le dioxyde de carbone et l’eau afin de produire des gaz tels que l’hydrogène, le monoxyde de carbone ou le méthane, qui sont ensuite traités pour les convertir en produits chimiques pouvant être utilisés comme carburant. Les scientifiques ont ainsi réussi à convertir le dioxyde de carbone en monoxyde de carbone, nécessaire à la réaction de Zviack (Zviack).
Deuxièmement, les microbes sont utilisés pour convertir le dioxyde de carbone en matière organique. Utiliser des micro-organismes (y compris des algues et des bactéries, etc.) pour effectuer la photosynthèse, convertir l'énergie lumineuse directement en énergie chimique et convertir le dioxyde de carbone en matière organique telle que le sucre pour produire de la biomasse. Par exemple, les chercheurs utilisent des algues pour convertir l’énergie solaire et le dioxyde de carbone en pétrole et en autre biomasse afin de fabriquer des produits comme le biodiesel et la bioessence.
Enfin, une réaction chimique est utilisée pour convertir le dioxyde de carbone en carburant. Par exemple, les chercheurs utilisent des réactions thermochimiques ou électrochimiques pour convertir le dioxyde de carbone en ammoniac ou en d’autres matières organiques, qui peuvent ensuite être transformées en produits chimiques pouvant être utilisés comme carburant. Par exemple, la réduction électrochimique est utilisée pour convertir le dioxyde de carbone en acides formels ou en substances organiques telles que l'acide formique, qui sont ensuite synthétisées en carburants, etc.
2. Le CO2 peut-il être converti en d’autres choses ?
Substances pouvant s'interconvertir avec dioxyde de carbone comprennent les plantes, les animaux, les micro-organismes et certaines réactions chimiques.
Les plantes sont les plus importants convertisseurs de dioxyde de carbone. Ils convertissent le dioxyde de carbone en matière organique par la photosynthèse, fournissant ainsi l'énergie nécessaire aux organismes. La photosynthèse est le processus par lequel les plantes absorbent l’eau et le dioxyde de carbone de l’énergie solaire, puis utilisent les atomes de carbone qu’elles contiennent pour fabriquer des sucres et d’autres matières organiques, tout en libérant de l’oxygène. Ces matières organiques sont utilisées par les plantes comme matières premières pour leur croissance et leur reproduction, et le dioxyde de carbone est également libéré par les plantes, bouclant ainsi le cycle du dioxyde de carbone.
Les animaux et les micro-organismes peuvent également convertir le dioxyde de carbone en oxygène grâce au processus de respiration, en particulier certains organismes marins, tels que les algues, etc., qui peuvent convertir une grande quantité de dioxyde de carbone en matière organique, modifiant ainsi l'environnement marin.
De plus, certaines réactions chimiques peuvent également transformer le dioxyde de carbone en d’autres substances. Par exemple, la combustion du charbon peut convertir le dioxyde de carbone en dioxyde de soufre et en eau, et le carbonate de calcium peut convertir le dioxyde de carbone en carbonate de calcium, qui peut être utilisé pour fabriquer des matériaux tels que des métaux et du ciment. De plus, certaines réactions chimiques peuvent également transformer le dioxyde de carbone en hydrocarbures, comme le méthane, et les utiliser à diverses fins.
En résumé, les plantes, les animaux, les microbes et certaines réactions chimiques sont tous capables de modifier l’environnement en convertissant le dioxyde de carbone en d’autres substances.
3. Pouvons-nous reconvertir le CO2 en charbon ?
En théorie, c'est aussi possible.
D'où vient le charbon ? Il est produit par des plantes enfouies dans le sol. L'élément carbone des plantes provient parfois de plantes absorbant dioxyde de carbone dans l'air et les transforment en matière organique grâce à la photosynthèse. Ainsi, pour un même nombre de moles d’atomes de carbone, l’énergie du dioxyde de carbone est inférieure à celle du charbon. Par conséquent, dans la nature, la réaction de combustion du charbon pour générer du dioxyde de carbone peut se dérouler spontanément lorsque l’énergie initiale (telle que l’allumage) est satisfaite, mais le processus de transformation du dioxyde de carbone en matière organique ne peut pas se dérouler spontanément et doit passer par la photosynthèse, et l’énergie vient du soleil.
Si nous parlons de raffinage artificiel, nous pouvons simuler la photosynthèse et le processus de formation du charbon. Cependant, il n’y a aucun avantage économique.
4. Le CO2 peut-il être converti en gaz naturel ?
Oui, la méthode chimique consomme beaucoup d’énergie, le gain vaut donc la perte.
Planter des arbres, en utilisant la nature pour se transformer, prend beaucoup de temps et nécessite des efforts à long terme de la part de chacun, ainsi que des politiques fermes, cohérentes, pratiques et efficaces de Z-F pour augmenter la végétation de la terre, et non la diminuer. Une fois que la végétation a consommé du dioxyde de carbone, grâce au mouvement de la croûte terrestre, il se transforme en pétrole, etc., comme dans les temps anciens.
Il existe aussi une sorte de grain qui absorbe le dioxyde de carbone, et produit directement de l'alcool et du biogaz à partir du grain et de la paille, ce qui est aussi une transformation
5. Que se passe-t-il lorsque le dioxyde de carbone et l’hydrogène se mélangent ?
Dioxyde de carbone et l'hydrogène peut réagir pour produire différents produits dans différentes conditions de réaction :
1. Le dioxyde de carbone et l'hydrogène réagissent à haute température pour former du monoxyde de carbone et de l'eau ;
2. Le dioxyde de carbone et l'hydrogène réagissent à haute température et haute pression pour former du méthane et de l'eau. Le méthane est la substance organique la plus simple et le composant principal du gaz naturel, du biogaz, du gaz de mine, etc., communément appelé gaz ;
3. Le dioxyde de carbone et l'hydrogène réagissent à haute température et ajoutent un composé catalyseur ruthénium-phosphine-chrome pour produire du méthanol, qui est l'alcool monohydrique saturé le plus simple et est un liquide incolore et volatil avec une odeur d'alcool. Il est utilisé pour produire du formaldéhyde et des pesticides, etc., et utilisé comme extracteur de matière organique et dénaturant pour l'alcool.
6. Conversion du dioxyde de carbone en carburants liquides
Des chimistes de l'Université de l'Illinois ont réussi à créer du carburant à partir d'eau, de dioxyde de carbone et de lumière visible grâce à la photosynthèse artificielle. En convertissant le dioxyde de carbone en molécules plus complexes telles que le propane, la technologie de l’énergie verte a réussi à exploiter l’excès de dioxyde de carbone et à stocker l’énergie solaire sous forme de liaisons chimiques pour l’utiliser pendant les périodes de faible ensoleillement et de demande énergétique de pointe.
Les plantes utilisent la lumière du soleil pour provoquer la réaction de l’eau et du dioxyde de carbone afin de produire du glucose à haute énergie pour stocker l’énergie solaire. Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont développé une réaction artificielle utilisant des nanoparticules d’or riches en électrons comme catalyseur pour convertir le dioxyde de carbone et l’eau en carburant en utilisant la lumière verte visible que les plantes utilisent dans la photosynthèse naturelle. Ces nouvelles découvertes ont été publiées dans la revue Nature Communications.
"Notre objectif est de produire des hydrocarbures complexes et liquéfiables à partir d'un excès de dioxyde de carbone et de sources d'énergie durables comme l'énergie solaire", a déclaré Prashant Jain, professeur de chimie et co-auteur de l'étude. "Les carburants liquides sont idéaux car ils sont compatibles avec les carburants gazeux. Ils sont plus faciles, plus sûrs et plus économiques à transporter, et ils sont constitués de molécules à longue chaîne avec plus de liaisons, ce qui signifie qu'ils sont plus denses en énergie."
Dans le laboratoire de Jain, Sungju Yu, chercheur postdoctoral et premier auteur de l’étude, a utilisé un catalyseur métallique pour absorber la lumière verte et transporter les électrons et les protons nécessaires à la réaction chimique du dioxyde de carbone et de l’eau, agissant comme la chlorophylle dans la photosynthèse naturelle.
Les nanoparticules d'or fonctionnent particulièrement bien comme catalyseurs car leurs surfaces réagissent facilement avec les molécules de dioxyde de carbone, absorbant efficacement l'énergie lumineuse sans se décomposer comme les autres métaux sujets à la rouille, a déclaré Jain.
Il existe de nombreuses façons de libérer l’énergie stockée dans les liaisons chimiques des hydrocarbures. Cependant, la manière simple et traditionnelle de la brûler finirait par produire davantage de dioxyde de carbone, ce qui va à l’encontre de l’idée de capter et de stocker l’énergie solaire, a déclaré Jain.
"Il existe d'autres applications non traditionnelles des hydrocarbures fabriqués de cette manière", a-t-il déclaré. "Ils peuvent générer du courant et de la tension pour alimenter les piles à combustible. De nombreux laboratoires dans le monde travaillent sur la manière de les rendre plus efficaces." convertir l’énergie chimique des hydrocarbures en énergie électrique.
