An urrainnear carbon dà-ogsaid a thionndadh gu connadh?
1. Ciamar a thionndaidheas tu CO2 gu connadh?
An toiseach, a 'cleachdadh lùth na grèine airson tionndadh carbon dà-ogsaid agus uisge gu connadh. Bidh luchd-rannsachaidh a’ cleachdadh lùth na grèine gus carbon dà-ogsaid agus uisge a sgoltadh gus gasaichean leithid hydrogen, carbon monoxide no meatan a thoirt gu buil, a tha an uairsin air an giullachd gus an tionndadh gu ceimigean a ghabhas cleachdadh mar chonnadh. San dòigh seo, tha an luchd-saidheans air soirbheachadh ann a bhith ag atharrachadh carbon dà-ogsaid gu carbon aon-ogsaid, a tha riatanach airson freagairt Zviack (Zviack).
San dàrna h-àite, thathas a’ cleachdadh microbes gus carbon dà-ogsaid a thionndadh gu stuth organach. A’ cleachdadh meanbh-fhàs-bheairtean (a’ gabhail a-steach lìonanaich agus bacteria, msaa) gus photoynthesis a dhèanamh, lùth solais a thionndadh gu lùth ceimigeach, agus carbon dà-ogsaid a thionndadh gu stuth organach leithid siùcar gus connadh bith-thomas a dhèanamh. Mar eisimpleir, bidh luchd-rannsachaidh a 'cleachdadh lìonanaich gus lùth grèine agus carbon dà-ogsaid a thionndadh gu ola agus bith-thomas eile gus rudan mar bith-dìosail agus biogasoline a dhèanamh.
Mu dheireadh, thathas a’ cleachdadh imrich ceimigeach gus carbon dà-ogsaid a thionndadh gu connadh. Mar eisimpleir, bidh luchd-rannsachaidh a’ cleachdadh ath-bheachdan thermochemical no electrochemical gus carbon dà-ogsaid a thionndadh gu ammonia no stuthan organach eile, a dh’ fhaodar an uairsin a phròiseasadh gu ceimigean a ghabhas cleachdadh mar chonnadh. Mar eisimpleir, thathas a’ cleachdadh lughdachadh electroceimiceach gus carbon dà-ogsaid a thionndadh gu searbhagan foirmeil no stuthan organach leithid searbhag formic, a thèid an uairsin a cho-chur gu connadh, msaa.
2. Am faod CO2 a thionndadh gu nithean eile ?
Stuthan as urrainn eadar-thionndadh le carbon dà-ogsaid gabhail a-steach lusan, beathaichean, meanbh-fhàs-bheairtean agus cuid de ath-bheachdan ceimigeach.
Is e lusan an tionndadh as cudromaiche de charbon dà-ogsaid. Bidh iad a’ tionndadh carbon dà-ogsaid gu stuth organach tro photoynthesis, agus mar sin a’ toirt seachad an lùth a dh’ fheumas fàs-bheairtean. Is e Photosynthesis am pròiseas leis am bi planntrais a’ gabhail a-steach uisge agus carbon dà-ogsaid bho lùth na grèine, agus an uairsin a’ cleachdadh na atoman gualain annta gus siùcaran agus stuth organach eile a dhèanamh, agus aig an aon àm a’ leigeil às ocsaidean. Bidh na stuthan organach sin air an cleachdadh le planntaichean mar stuthan amh airson am fàs agus an ath-riochdachadh, agus bidh planntrais cuideachd a’ leigeil a-mach carbon dà-ogsaid, agus mar sin a’ crìochnachadh cearcall carbon dà-ogsaid.
Faodaidh beathaichean agus meanbh-fhàs-bheairtean cuideachd carbon dà-ogsaid a thionndadh gu ocsaidean tron phròiseas analach, gu sònraichte cuid de fhàs-bheairtean mara, leithid feamainn, msaa, is urrainn dhaibh tòrr de charbon dà-ogsaid a thionndadh gu stuth organach, agus mar sin ag atharrachadh àrainneachd na mara.
A bharrachd air an sin, faodaidh cuid de dh’ ath-bhualaidhean ceimigeach carbon dà-ogsaid a thionndadh gu stuthan eile. Mar eisimpleir, faodaidh losgadh gual carbon dà-ogsaid a thionndadh gu sulbhur dà-ogsaid agus uisge, agus faodaidh calcium carbonate carbon dà-ogsaid a thionndadh gu calcium carbonate, a dh'fhaodar a chleachdadh airson stuthan leithid meatailtean agus saimeant a dhèanamh. A bharrachd air an sin, faodaidh cuid de dh’ ath-bhualaidhean ceimigeach carbon dà-ogsaid a thionndadh gu hydrocarbons, leithid meatan, agus an cleachdadh airson diofar adhbharan.
Ann an geàrr-chunntas, tha planntrais, beathaichean, microbes, agus cuid de dh’ ath-bheachdan ceimigeach uile comasach air an àrainneachd atharrachadh le bhith ag atharrachadh carbon dà-ogsaid gu stuthan eile.
3. An urrainn dhuinn CO2 a thionndadh air ais gu gual?
Ann an teòiridh, tha e comasach cuideachd.
Cò às a thàinig an gual? Tha e air a dhèanamh le lusan air an tiodhlacadh anns an talamh. Bidh an eileamaid gualain ann an lusan uaireannan a 'tighinn bho lusan a' gabhail a-steach carbon dà-ogsaid san adhar agus gan tionndadh gu stuth organach tro photoynthesis. Mar sin, airson an aon àireamh de mhòlan de atoman gualain, tha lùth carbon dà-ogsaid nas ìsle na lùth guail. Mar sin, ann an nàdar, faodaidh freagairt losgadh gual gus carbon dà-ogsaid a ghineadh a dhol air adhart gu sporsail nuair a tha a’ chiad lùth (leithid lasadh) riaraichte, ach chan urrainn don phròiseas tionndadh carbon dà-ogsaid gu stuth organach a dhol air adhart gun spionnadh, agus feumaidh e a dhol tro photoynthesis, agus tha an lùth a’ tighinn bhon ghrèin.
Ma bhios sinn a’ bruidhinn mu dheidhinn grinneachadh fuadain, is urrainn dhuinn atharrais a dhèanamh air photosynthesis agus pròiseas cruthachadh guail. Ach, chan eil buannachd eaconamach ann idir.
4. An urrainnear CO2 a thionndadh gu gas nàdarra?
Tha, bidh an dòigh ceimigeach a 'caitheamh mòran lùth, agus mar sin is fhiach a' bhuannachd a chall.
Bidh planntachadh chraobhan, a’ cleachdadh nàdar airson cruth-atharrachadh, a’ toirt ùine mhòr, agus tha feum air oidhirpean fad-ùine a h-uile duine, agus tha poileasaidhean làidir, cunbhalach, practaigeach agus èifeachdach aig Z-F gus fàsmhorachd na talmhainn àrdachadh, gun a bhith ga lughdachadh. Às deidh don fhàsmhorachd gualain dà-ogsaid ithe, tro ghluasad rùsg na talmhainn, bidh e a’ tionndadh gu ola, msaa mar anns na seann làithean.
Tha seòrsa de ghràn ann cuideachd a tha a 'gabhail a-steach carbon dà-ogsaid, agus a' dèanamh alcol agus biogas gu dìreach bho ghràn agus connlach, a tha cuideachd na chruth-atharrachadh
5. Dè thachras nuair a bhios carbon dà-ogsaid agus haidridean a' measgachadh?
Carbon dà-ogsaid agus faodaidh hydrogen freagairt gus diofar thoraidhean a thoirt gu buil fo chumhachan freagairt eadar-dhealaichte:
1. Bidh carbon dà-ogsaid agus haidridean ag ath-fhreagairt aig teòthachd àrd gus carbon aon-ogsaid agus uisge a chruthachadh;
2. Bidh carbon dà-ogsaid agus haidridean ag ath-fhreagairt fo theòthachd àrd agus bruthadh àrd gus meatan agus uisge a chruthachadh. Is e methan an stuth organach as sìmplidh agus am prìomh phàirt de ghas nàdurrach, biogas, gas sloc, msaa, ris an canar gu tric gas;
3. Bidh carbon dà-ogsaid agus haidridean ag ath-fhreagairt aig teòthachd àrd agus a’ cur catalyst ruthenium-phosphine-chromium compound gus methanol a dhèanamh, is e sin an alcol monohydric shàthaichte as sìmplidh agus a tha na lionn gun dath agus luaineach le fàileadh alcol. Tha e air a chleachdadh gus formaldehyde agus puinnseanan, msaa, a thoirt gu buil agus air a chleachdadh mar inneal-tarraing airson stuth organach agus dì-nàdurrach airson deoch làidir.
6. Ag atharrachadh carbon dà-ogsaid gu connadh leaghaidh
Tha ceimigearan aig Oilthigh Illinois air a bhith soirbheachail ann a bhith a’ cruthachadh connadh bho uisge, carbon dà-ogsaid agus solas faicsinneach tro photoynthesis fuadain. Le bhith ag atharrachadh carbon dà-ogsaid gu moileciuilean nas iom-fhillte leithid propane, tha teicneòlas lùth uaine air gluasad air adhart gu soirbheachail gu bhith a’ cleachdadh cus de charbon dà-ogsaid agus a’ stòradh lùth na grèine ann an cruth bannan ceimigeach airson a chleachdadh aig amannan de sholas na grèine ìosal agus iarrtas lùth as àirde.
Bidh planntrais a’ cleachdadh solas na grèine gus freagairt uisge agus carbon dà-ogsaid a stiùireadh gus glùcois àrd-lùth a thoirt gu buil gus lùth na grèine a stòradh. Anns an sgrùdadh ùr, leasaich an luchd-rannsachaidh ath-bhualadh fuadain a’ cleachdadh nanoparticles òir làn-dealanach mar inneal-brosnachaidh gus carbon dà-ogsaid agus uisge a thionndadh gu connadh a’ cleachdadh an t-solais uaine fhaicsinneach a bhios planntrais a’ cleachdadh ann am photoynthesis nàdarra. Chaidh na co-dhùnaidhean ùra sin fhoillseachadh anns an iris Nature Communications.
“Is e ar n-amas hydrocarbons iom-fhillte, so-ruigsinneach a thoirt gu buil bho chòrr de charbon dà-ogsaid agus stòran lùth seasmhach leithid lùth na grèine,” thuirt Prashant Jain, àrd-ollamh ceimigeachd agus co-ùghdar sgrùdaidh. "Tha connadh leaghaidh air leth freagarrach oir tha iad co-chòrdail ri connadh gaseous. Tha iad nas fhasa, nas sàbhailte agus nas saoire a ghiùlan, agus tha iad air an dèanamh de mholacilean slabhraidh fhada le barrachd cheanglaichean, a tha a 'ciallachadh gu bheil iad nas dùmhail de lùth."
Ann an obair-lann Jain, chleachd Sungju Yu, neach-rannsachaidh iar-dhotaireil agus ciad ùghdar an sgrùdaidh, inneal-mheatailt gus solas uaine a ghabhail a-steach agus na dealanan agus na protonan a ghiùlan a dh’ fheumar airson ath-bhualadh ceimigeach carbon dà-ogsaid agus uisge, ag obair mar chlorophyll ann am photoynthesis nàdurrach.
Bidh nanoparticles òir ag obair gu sònraichte math mar luchd-brosnachaidh leis gu bheil na h-uachdaran aca ag obair gu furasta le moileciuilean gualain dà-ogsaid, a’ gabhail a-steach lùth solais gu h-èifeachdach gun a bhith a’ briseadh sìos mar mheatailtean eile a tha buailteach do mheirge, thuirt Jain.
Tha iomadh dòigh ann air an lùth a tha air a stòradh ann am bannan ceimigeach connadh hydrocarbon a leigeil ma sgaoil. Ach, bhiodh an dòigh shìmplidh agus thraidiseanta air a losgadh a’ toirt a-mach barrachd gualain dà-ogsaid, a tha a’ dol an aghaidh a’ bheachd a bhith a’ glacadh agus a’ stòradh lùth na grèine sa chiad àite, thuirt Jain.
“Tha cleachdadh neo-thraidiseanta eile de hydrocarbons air an dèanamh san dòigh seo," thuirt e. “Faodaidh iad sruth is bholtadh a ghineadh gus cumhachd a thoirt do cheallan connaidh. Tha mòran deuchainn-lannan air feadh an t-saoghail ag obair gus an dèanamh nas èifeachdaiche.” tionndaidh an lùth ceimigeach ann an hydrocarbons gu lùth dealain."
