Bisakah karbon dioksida diubah menjadi bahan bakar？
1. Bagaimana cara mengubah CO2 menjadi bahan bakar?
Pertama, menggunakan energi matahari untuk mengkonversi karbon dioksida dan air menjadi bahan bakar. Para peneliti menggunakan energi matahari untuk memecah karbon dioksida dan air untuk menghasilkan gas seperti hidrogen, karbon monoksida atau metana, yang kemudian diproses untuk mengubahnya menjadi bahan kimia yang dapat digunakan sebagai bahan bakar. Dengan cara ini, para ilmuwan telah berhasil mengubah karbon dioksida menjadi karbon monoksida, yang diperlukan untuk reaksi Zviack (Zviack).
Kedua, mikroba digunakan untuk mengubah karbon dioksida menjadi bahan organik. Menggunakan mikroorganisme (termasuk alga dan bakteri, dll.) untuk melakukan fotosintesis, mengubah energi cahaya langsung menjadi energi kimia, dan mengubah karbon dioksida menjadi bahan organik seperti gula untuk menghasilkan bahan bakar biomassa. Misalnya, para peneliti menggunakan alga untuk mengubah energi matahari dan karbon dioksida menjadi minyak dan biomassa lainnya untuk membuat biodiesel dan biogasoline.
Terakhir, reaksi kimia digunakan untuk mengubah karbon dioksida menjadi bahan bakar. Misalnya, peneliti menggunakan reaksi termokimia atau elektrokimia untuk mengubah karbon dioksida menjadi amonia atau bahan organik lainnya, yang kemudian dapat diolah menjadi bahan kimia yang dapat digunakan sebagai bahan bakar. Misalnya, reduksi elektrokimia digunakan untuk mengubah karbon dioksida menjadi asam formal atau zat organik seperti asam format, yang kemudian disintesis lebih lanjut menjadi bahan bakar, dll.
2. Apakah CO2 dapat diubah menjadi benda lain?
Zat yang dapat berinterkonversi dengan karbon dioksida termasuk tumbuhan, hewan, mikroorganisme dan beberapa reaksi kimia.
Tumbuhan adalah pengubah karbon dioksida yang paling penting. Mereka mengubah karbon dioksida menjadi bahan organik melalui fotosintesis, sehingga menyediakan energi yang dibutuhkan organisme. Fotosintesis adalah proses dimana tumbuhan menyerap air dan karbon dioksida dari energi matahari, kemudian menggunakan atom karbon di dalamnya untuk membuat gula dan bahan organik lainnya, sekaligus melepaskan oksigen. Bahan organik ini digunakan oleh tumbuhan sebagai bahan mentah untuk pertumbuhan dan reproduksinya, dan karbon dioksida juga dilepaskan oleh tumbuhan, sehingga melengkapi siklus karbon dioksida.
Hewan dan mikroorganisme juga dapat mengubah karbon dioksida menjadi oksigen melalui proses respirasi, terutama beberapa organisme laut, seperti rumput laut, dll, mereka dapat mengubah sejumlah besar karbon dioksida menjadi bahan organik, sehingga mengubah lingkungan laut.
Selain itu, beberapa reaksi kimia juga dapat mengubah karbon dioksida menjadi zat lain. Misalnya, pembakaran batu bara dapat mengubah karbon dioksida menjadi sulfur dioksida dan air, dan kalsium karbonat dapat mengubah karbon dioksida menjadi kalsium karbonat, yang dapat digunakan untuk membuat bahan seperti logam dan semen. Selain itu, beberapa reaksi kimia juga dapat mengubah karbon dioksida menjadi hidrokarbon, seperti metana, dan menggunakannya untuk berbagai keperluan.
Singkatnya, tumbuhan, hewan, mikroba, dan beberapa reaksi kimia semuanya mampu mengubah lingkungan dengan mengubah karbon dioksida menjadi zat lain.
3. Bisakah kita mengubah CO2 kembali menjadi batu bara?
Secara teori, hal itu juga mungkin terjadi.
Dari mana asal batubara tersebut? Ini dihasilkan oleh tanaman yang terkubur di dalam tanah. Unsur karbon pada tumbuhan terkadang berasal dari penyerapan tumbuhan karbon dioksida di udara dan mengubahnya menjadi bahan organik melalui fotosintesis. Oleh karena itu, untuk jumlah mol atom karbon yang sama, energi karbon dioksida lebih rendah dibandingkan energi batubara. Oleh karena itu, di alam, reaksi pembakaran batu bara untuk menghasilkan karbon dioksida dapat berlangsung secara spontan bila energi awal (seperti penyalaan) terpenuhi, namun proses pengubahan karbon dioksida menjadi bahan organik tidak dapat berlangsung secara spontan, melainkan harus melalui fotosintesis, dan energi tersebut berasal dari matahari.
Jika kita berbicara tentang pemurnian buatan, kita dapat mensimulasikan proses fotosintesis dan pembentukan batubara. Namun, tidak ada manfaat ekonomi sama sekali.
4. Apakah CO2 dapat diubah menjadi gas alam?
Ya, metode kimia menghabiskan banyak energi, jadi keuntungannya sebanding dengan kerugiannya.
Menanam pohon, memanfaatkan alam untuk bertransformasi, membutuhkan waktu lama, dan memerlukan upaya jangka panjang semua orang, serta kebijakan ZF yang tegas, konsisten, praktis, dan efektif untuk meningkatkan vegetasi bumi, bukan menguranginya. Setelah tumbuh-tumbuhan mengkonsumsi karbon dioksida, melalui pergerakan kerak bumi, ia berubah menjadi minyak, dll seperti pada zaman dahulu.
Ada juga jenis biji-bijian yang menyerap karbon dioksida, dan langsung menghasilkan alkohol dan biogas dari biji-bijian dan jerami, yang juga merupakan transformasi
5. Apa yang terjadi jika karbon dioksida dan hidrogen bercampur?
Karbon dioksida dan hidrogen dapat bereaksi untuk menghasilkan produk yang berbeda dalam kondisi reaksi yang berbeda:
1. Karbon dioksida dan hidrogen bereaksi pada suhu tinggi membentuk karbon monoksida dan air;
2. Karbon dioksida dan hidrogen bereaksi pada suhu tinggi dan tekanan tinggi membentuk metana dan air. Metana merupakan zat organik paling sederhana dan komponen utama gas alam, biogas, gas pit, dll, yang biasa disebut gas;
3. Karbon dioksida dan hidrogen bereaksi pada suhu tinggi dan menambahkan senyawa katalis rutenium-fosfin-kromium untuk menghasilkan metanol, yang merupakan alkohol monohidrat jenuh paling sederhana dan merupakan cairan tidak berwarna dan mudah menguap dengan bau alkohol. Ini digunakan untuk memproduksi formaldehida dan Pestisida, dll., dan digunakan sebagai ekstraktan bahan organik dan denaturant untuk alkohol.
6. Mengubah karbon dioksida menjadi bahan bakar cair
Ahli kimia di Universitas Illinois telah berhasil menciptakan bahan bakar dari air, karbon dioksida, dan cahaya tampak melalui fotosintesis buatan. Dengan mengubah karbon dioksida menjadi molekul yang lebih kompleks seperti propana, teknologi energi hijau telah berhasil memanfaatkan kelebihan karbon dioksida dan menyimpan energi matahari dalam bentuk ikatan kimia untuk digunakan selama periode rendahnya sinar matahari dan permintaan energi puncak.
Tumbuhan menggunakan sinar matahari untuk menggerakkan reaksi air dan karbon dioksida untuk menghasilkan glukosa berenergi tinggi untuk menyimpan energi matahari. Dalam studi baru, para peneliti mengembangkan reaksi buatan menggunakan nanopartikel emas kaya elektron sebagai katalis untuk mengubah karbon dioksida dan air menjadi bahan bakar menggunakan lampu hijau yang digunakan tanaman dalam fotosintesis alami. Temuan baru ini dipublikasikan di jurnal Nature Communications.
“Tujuan kami adalah menghasilkan hidrokarbon yang kompleks dan dapat dicairkan dari kelebihan karbon dioksida dan sumber energi berkelanjutan seperti energi matahari,” kata Prashant Jain, profesor kimia dan rekan penulis studi. "Bahan bakar cair sangat ideal karena kompatibel dengan bahan bakar gas. Bahan bakar ini lebih mudah, aman, dan ekonomis untuk diangkut, serta terbuat dari molekul rantai panjang dengan ikatan yang lebih banyak, sehingga lebih padat energi."
Di laboratorium Jain, Sungju Yu, seorang peneliti pascadoktoral dan penulis pertama studi tersebut, menggunakan katalis logam untuk menyerap cahaya hijau dan mengangkut elektron dan proton yang diperlukan untuk reaksi kimia karbon dioksida dan air, bertindak sebagai klorofil dalam fotosintesis alami.
Nanopartikel emas bekerja sangat baik sebagai katalis karena permukaannya mudah bereaksi dengan molekul karbon dioksida, secara efektif menyerap energi cahaya tanpa terurai seperti logam rawan karat lainnya, kata Jain.
Ada banyak cara untuk melepaskan energi yang tersimpan dalam ikatan kimia bahan bakar hidrokarbon. Namun, cara pembakaran yang sederhana dan tradisional pada akhirnya akan menghasilkan lebih banyak karbon dioksida, yang bertentangan dengan gagasan menangkap dan menyimpan energi matahari, kata Jain.
“Ada penerapan hidrokarbon non-tradisional lainnya yang dilakukan dengan cara ini,” katanya. "Mereka dapat menghasilkan arus dan tegangan untuk menggerakkan sel bahan bakar. Ada banyak laboratorium di seluruh dunia yang berupaya untuk menjadikannya lebih efisien." mengubah energi kimia dalam hidrokarbon menjadi energi listrik.”
