Pódese converter o dióxido de carbono en combustible?
1. Como converter o CO2 en combustible?
En primeiro lugar, usar a enerxía solar para converter dióxido de carbono e auga en combustible. Os investigadores utilizan a enerxía solar para dividir o dióxido de carbono e a auga para producir gases como hidróxeno, monóxido de carbono ou metano, que despois son procesados para convertelos en produtos químicos que poden ser utilizados como combustible. Deste xeito, os científicos conseguiron converter o dióxido de carbono en monóxido de carbono, que é necesario para a reacción de Zviack (Zviack).
En segundo lugar, os microbios utilízanse para converter o dióxido de carbono en materia orgánica. Usando microorganismos (incluídas algas e bacterias, etc.) para realizar a fotosíntese, converter a enerxía luminosa directamente en enerxía química e converter o dióxido de carbono en materia orgánica como o azucre para producir combustible de biomasa. Por exemplo, os investigadores usan algas para converter a enerxía solar e o dióxido de carbono en petróleo e outra biomasa para facer cousas como biodiésel e biogasolina.
Finalmente, utilízase unha reacción química para converter o dióxido de carbono en combustible. Por exemplo, os investigadores usan reaccións termoquímicas ou electroquímicas para converter o dióxido de carbono en amoníaco ou outros compostos orgánicos, que despois poden ser procesados en produtos químicos que se poden usar como combustible. Por exemplo, a redución electroquímica utilízase para converter o dióxido de carbono en ácidos formais ou substancias orgánicas como o ácido fórmico, que despois se sintetizan en combustibles, etc.
2. Pódese converter o CO2 noutras cousas?
Substancias coas que se poden interconverter dióxido de carbono inclúen plantas, animais, microorganismos e algunhas reaccións químicas.
As plantas son os transformadores máis importantes de dióxido de carbono. Converten o dióxido de carbono en materia orgánica mediante a fotosíntese, proporcionando así a enerxía que necesitan os organismos. A fotosíntese é o proceso polo cal as plantas absorben auga e dióxido de carbono da enerxía solar, e despois usan os átomos de carbono nelas para facer azucres e outras materias orgánicas, mentres liberan osíxeno. Estas materias orgánicas son utilizadas polas plantas como materias primas para o seu crecemento e reprodución, e tamén o dióxido de carbono é liberado polas plantas, completando así o ciclo do dióxido de carbono.
Os animais e microorganismos tamén poden converter o dióxido de carbono en osíxeno a través do proceso de respiración, especialmente algúns organismos mariños, como algas mariñas, etc., poden converter unha gran cantidade de dióxido de carbono en materia orgánica, cambiando así o medio mariño.
Ademais, algunhas reaccións químicas tamén poden converter o dióxido de carbono noutras substancias. Por exemplo, a queima de carbón pode converter o dióxido de carbono en dióxido de xofre e auga, e o carbonato de calcio pode converter o dióxido de carbono en carbonato de calcio, que se pode usar para fabricar materiais como metais e cemento. Ademais, algunhas reaccións químicas tamén poden converter o dióxido de carbono en hidrocarburos, como o metano, e utilizalos para diversos fins.
En resumo, as plantas, os animais, os microbios e algunhas reaccións químicas son capaces de cambiar o medio ambiente convertendo o dióxido de carbono noutras substancias.
3. Podemos converter o CO2 de novo en carbón?
En teoría, tamén é posible.
De onde saíu o carbón? É producido por plantas enterradas no chan. O elemento carbono das plantas ás veces provén da absorción das plantas dióxido de carbono no aire e converténdoas en materia orgánica mediante a fotosíntese. Polo tanto, para o mesmo número de moles de átomos de carbono, a enerxía do dióxido de carbono é menor que a do carbón. Polo tanto, na natureza, a reacción do carbón que arde para xerar dióxido de carbono pode producirse espontáneamente cando se satisface a enerxía inicial (como a ignición), pero o proceso de transformación do dióxido de carbono en materia orgánica non pode proceder de forma espontánea, e debe pasar pola fotosíntese, e a enerxía provén do sol.
Se falamos de refinado artificial, podemos simular a fotosíntese e o proceso de formación do carbón. Non obstante, non hai ningún beneficio económico.
4. Pódese converter o CO2 en gas natural?
Si, o método químico consome moita enerxía, polo que a ganancia paga a pena a perda.
Plantar árbores, usar a natureza para transformarse, leva moito tempo e require esforzos a longo prazo de todos, e as políticas firmes, consistentes, prácticas e eficaces de Z-F para aumentar a vexetación da terra, non diminuíla. Despois de que a vexetación consume dióxido de carbono, a través do movemento da codia terrestre, convértese en petróleo, etc., como nos tempos antigos.
Tamén hai unha especie de gran que absorbe o dióxido de carbono, e produce directamente alcohol e biogás a partir de grans e palla, o que tamén é unha transformación.
5. Que ocorre cando o dióxido de carbono e o hidróxeno se mesturan?
Dióxido de carbono e o hidróxeno pode reaccionar para producir diferentes produtos en diferentes condicións de reacción:
1. O dióxido de carbono e o hidróxeno reaccionan a alta temperatura para formar monóxido de carbono e auga;
2. O dióxido de carbono e o hidróxeno reaccionan a alta temperatura e alta presión para formar metano e auga. O metano é a substancia orgánica máis sinxela e o compoñente principal do gas natural, biogás, gas de pozo, etc., comunmente coñecido como gas;
3. O dióxido de carbono e o hidróxeno reaccionan a alta temperatura e engaden un catalizador composto de rutenio-fosfina-cromo para producir metanol, que é o alcohol monohídrico saturado máis sinxelo e é un líquido incoloro e volátil con cheiro a alcohol. Úsase para producir formaldehido e pesticidas, etc., e úsase como extractor de materia orgánica e desnaturalizante para alcohol.
6. Conversión de dióxido de carbono en combustibles líquidos
Os químicos da Universidade de Illinois conseguiron crear combustible a partir de auga, dióxido de carbono e luz visible mediante a fotosíntese artificial. Ao converter o dióxido de carbono en moléculas máis complexas como o propano, a tecnoloxía de enerxía verde avanzou con éxito para aproveitar o exceso de dióxido de carbono e almacenar enerxía solar en forma de enlaces químicos para o seu uso durante períodos de pouca luz solar e pico de demanda de enerxía.
As plantas usan a luz solar para impulsar a reacción da auga e o dióxido de carbono para producir glicosa de alta enerxía para almacenar enerxía solar. No novo estudo, os investigadores desenvolveron unha reacción artificial usando nanopartículas de ouro ricas en electróns como catalizador para converter o dióxido de carbono e a auga en combustible utilizando a luz verde visible que usan as plantas na fotosíntese natural. Estes novos descubrimentos foron publicados na revista Nature Communications.
"O noso obxectivo é producir hidrocarburos complexos e licuables a partir do exceso de dióxido de carbono e fontes de enerxía sostibles como a enerxía solar", dixo Prashant Jain, profesor de química e coautor do estudo. "Os combustibles líquidos son ideais porque son compatibles cos combustibles gasosos. Son máis fáciles, seguros e económicos de transportar, e están feitos de moléculas de cadea longa con máis enlaces, o que significa que son máis densos enerxéticos".
No laboratorio de Jain, Sungju Yu, investigador posdoutoral e primeiro autor do estudo, utilizou un catalizador metálico para absorber a luz verde e transportar os electróns e protóns necesarios para a reacción química do dióxido de carbono e da auga, actuando como clorofila na fotosíntese natural.
As nanopartículas de ouro funcionan especialmente ben como catalizadores porque as súas superficies reaccionan facilmente coas moléculas de dióxido de carbono, absorbendo eficazmente a enerxía luminosa sen descompoñerse como outros metais propensos á ferruxe, dixo Jain.
Hai moitas formas de liberar a enerxía almacenada nos enlaces químicos dos combustibles hidrocarburos. Non obstante, a forma sinxela e tradicional de queimalo acabaría producindo máis dióxido de carbono, o que vai en contra da idea de captar e almacenar enerxía solar en primeiro lugar, dixo Jain.
"Hai outras aplicacións non tradicionais de hidrocarburos feitas deste xeito", dixo. "Poden xerar corrente e tensión para alimentar as pilas de combustible. Hai moitos laboratorios en todo o mundo traballando en como facelos máis eficientes". converter a enerxía química dos hidrocarburos en enerxía eléctrica".
