Kin koalstofdiokside wurde omset yn brânstof?
1. Hoe omsette CO2 yn brânstof?
Earst, mei help fan sinne-enerzjy te konvertearjen koalstofdiokside en wetter yn brânstof. Undersikers brûke sinne-enerzjy om koalstofdiokside en wetter te splitsen om gassen te produsearjen lykas wetterstof, koalmonokside of metaan, dy't dan ferwurke wurde om se te feroarjen yn gemikaliën dy't brûkt wurde kinne as brânstof. Sa binne de wittenskippers der yn slagge koaldiokside om te setten yn koalmonokside, dat nedich is foar de Zviack-reaksje (Zviack).
Twadder wurde mikroben brûkt om koaldiokside te konvertearjen yn organysk materiaal. It brûken fan mikro-organismen (ynklusyf algen en baktearjes, ensfh.) om fotosynteze út te fieren, ljochtenerzjy direkt yn gemyske enerzjy omsette en koalstofdiokside omsette yn organysk materiaal lykas sûker om biomassabrânstof te produsearjen. Bygelyks, ûndersikers brûke algen om sinne-enerzjy en koalstofdiokside te konvertearjen yn oalje en oare biomassa om dingen lykas biodiesel en biobenzine te meitsjen.
Uteinlik wurdt in gemyske reaksje brûkt om de koalstofdiokside yn brânstof te feroarjen. Bygelyks, ûndersikers brûke thermogemyske of elektrogemyske reaksjes om koaldiokside yn ammoniak of oare organyske stoffen te konvertearjen, dy't dan ferwurke wurde kinne yn gemikaliën dy't brûkt wurde kinne as brânstof. Bygelyks, elektrogemyske reduksje wurdt brûkt om koalstofdiokside te konvertearjen yn formele soeren of organyske stoffen lykas mieresûr, dy't dan fierder syntetisearre wurde yn brânstoffen, ensfh.
2. Kin CO2 omset wurde yn oare dingen?
Stoffen dy't kinne interconvert mei koalstofdiokside befetsje planten, bisten, mikroorganismen en guon gemyske reaksjes.
Planten binne de wichtichste converters fan koalstofdiokside. Se konvertearje koalstofdiokside yn organysk materiaal troch fotosynteze, en leverje dêrmei de enerzjy dy't nedich is foar organismen. Fotosynteze is it proses wêrby't planten wetter en koaldiokside opnimme út 'e enerzjy fan' e sinne, en dan de koalstofatomen yn har brûke om sûkers en oare organyske stof te meitsjen, wylst soerstof frijkomt. Dizze organyske stoffen wurde brûkt troch planten as grûnstoffen foar har groei en reproduksje, en koaldiokside wurdt ek frijlitten troch planten, sadat de syklus fan koaldiokside foltôget.
Dieren en mikro-organismen kinne ek troch it respiraasjeproses koaldiokside omsette yn soerstof, benammen guon marine-organismen, lykas seewier, ensfh.
Dêrnjonken kinne guon gemyske reaksjes ek koaldiokside omsette yn oare stoffen. Bygelyks, baarnende stienkoal kin koaldiokside omsette yn sweveldioxide en wetter, en kalsiumkarbonaat kin koaldiokside omsette yn kalsiumkarbonaat, dat kin brûkt wurde om materialen te meitsjen lykas metalen en semint. Dêrnjonken kinne guon gemyske reaksjes ek koaldiokside omsette yn koalwetterstoffen, lykas metaan, en se foar ferskate doelen brûke.
Gearfetsjend, planten, bisten, mikroben, en guon gemyske reaksjes binne allegear yn steat om it miljeu te feroarjen troch koalstofdiokside yn oare stoffen te feroarjen.
3. Kinne wy CO2 wer omsette yn stienkoal?
Yn teory is it ek mooglik.
Wêr kaam de stienkoal wei? It wurdt produsearre troch planten begroeven yn 'e grûn. It koalstofelemint yn planten komt soms fan planten dy't absorbearje koalstofdiokside yn 'e loft en meitsje se yn organyske stof troch fotosynteze. Dêrom is foar itselde oantal molen koalstofatomen de enerzjy fan koalstofdiokside leger as dy fan stienkoal. Dêrom kin yn 'e natuer de reaksje fan baarnende stienkoal om koaldiokside te generearjen spontaan trochgean as de earste enerzjy (lykas ûntstekking) tefreden is, mar it proses fan koalstofdiokside yn organyske stof kin net spontaan trochgean, en moat troch fotosynteze gean, en de enerzjy komt fan 'e sinne.
As wy prate oer keunstmjittige raffinaazje, kinne wy simulearje fotosynteze en stienkoal formaasje proses. D'r is lykwols hielendal gjin ekonomysk foardiel.
4. Kin CO2 omset wurde yn ierdgas?
Ja, de gemyske metoade ferbrûkt in protte enerzjy, dus de winst is it ferlies wurdich.
Planten fan beammen, mei help fan natuer te transformearjen, duorret in lange tiid, en fereasket elkenien syn lange-termyn ynspannings, en Z-F syn stevige, konsekwint, praktyske, en effektyf belied te fergrutsjen de fegetaasje fan 'e ierde, net ferminderje it. Nei't de fegetaasje koalstofdiokside ferbrûkt, troch de beweging fan 'e ierdkoarste, feroaret it yn oalje, ensfh lykas yn âlde tiden.
Der is ek in soart nôt dat koalstofdiokside opnimt, en direkt alkohol en biogas produsearret út nôt en strie, wat ek in transformaasje is
5. Wat bart der as koalstofdiokside en wetterstof mix?
Koalstofdiokside en wetterstof kin reagearje om ferskate produkten te produsearjen ûnder ferskate reaksjebetingsten:
1. Koalstofdiokside en wetterstof reagearje op hege temperatuer om koalmonokside en wetter te foarmjen;
2. Koalstofdiokside en wetterstof reagearje ûnder hege temperatuer en hege druk om metaan en wetter te foarmjen. Metaan is de ienfâldichste organyske stof en de wichtichste komponint fan ierdgas, biogas, putgas, ensfh., ornaris bekend as gas;
3. Koalstofdiokside en wetterstof reagearje op hege temperatuer en foegje katalysator ruthenium-fosfine-chromium-ferbining ta om methanol te meitsjen, dat is de ienfâldichste verzadigde monohydryske alkohol en is in kleurleaze en flechtige flüssigens mei alkoholgeur. It wurdt brûkt om formaldehyd en pestiziden te produsearjen, ensfh., En brûkt as extractant foar organyske stof en in denaturant foar alkohol.
6. Koalstofdiokside omsette yn floeibere brânstoffen
Skiekundigen oan 'e Universiteit fan Illinois binne slagge om brânstof te meitsjen út wetter, koaldiokside en sichtber ljocht troch keunstmjittige fotosynteze. Troch koalstofdiokside te konvertearjen yn kompleksere molekulen lykas propaan, hat griene enerzjytechnology mei súkses foarútgien om oerstallige koaldiokside te benutten en sinne-enerzjy op te slaan yn 'e foarm fan gemyske obligaasjes foar gebrûk yn perioaden fan leech sinneljocht en peak enerzjyfraach.
Planten brûke sinneljocht om de reaksje fan wetter en koalstofdiokside te riden om hege-enerzjy glukoaze te produsearjen om sinne-enerzjy op te slaan. Yn 'e nije stúdzje ûntwikkele de ûndersikers in keunstmjittige reaksje mei elektroanenrike gouden nanopartikels as katalysator om koaldiokside en wetter te konvertearjen yn brânstof mei it sichtbere griene ljocht dat planten brûke yn natuerlike fotosynteze. Dizze nije befinings waarden publisearre yn it tydskrift Nature Communications.
"Us doel is om komplekse, floeibere koalwetterstoffen te produsearjen fan tefolle koalstofdiokside en duorsume enerzjyboarnen lykas sinne-enerzjy," sei Prashant Jain, heechlearaar skiekunde en stúdzje co-auteur. "Flüssige brânstoffen binne ideaal om't se kompatibel binne mei gasfoarmige brânstoffen. Se binne makliker, feiliger en ekonomysk te ferfieren, en se binne makke fan molekulen mei lange keten mei mear ferbiningen, wat betsjut dat se mear enerzjydicht binne. "
Yn it laboratoarium fan Jain brûkte Sungju Yu, in postdoktoraal ûndersiker en de earste auteur fan 'e stúdzje, in metalen katalysator om grien ljocht op te nimmen en de elektroanen en protoanen te ferfieren dy't nedich binne foar de gemyske reaksje fan koalstofdiokside en wetter, fungearje as chlorofyl yn natuerlike fotosynteze.
Gouden nanopartikels wurkje benammen goed as katalysatoren, om't har oerflakken maklik reagearje mei koalstofdiokside-molekulen, effektyf ljochtenerzjy absorbearje sûnder ôf te brekken lykas oare metalen dy't roast binne, sei Jain.
D'r binne in protte manieren om de enerzjy opslein yn 'e gemyske ferbiningen fan koolwaterstofbrânstoffen frij te litten. De ienfâldige en tradisjonele manier om it te ferbaarnen soe lykwols einigje mei it produsearjen fan mear koalstofdiokside, wat tsjin it idee is om sinne-enerzjy yn it earste plak te fangen en op te slaan, sei Jain.
"D'r binne oare net-tradysjonele tapassingen fan koalwetterstoffen makke op dizze manier," sei er. "Se kinne stroom en spanning generearje om brânstofsellen te betsjinjen. D'r binne in protte laboratoaren om 'e wrâld dy't wurkje oan hoe't se se effisjinter meitsje kinne." de gemyske enerzjy yn koalwetterstoffen omsette yn elektryske enerzjy."
