L’anidride carbonica può essere convertita in carburante?
1. Come convertire la CO2 in carburante?
Innanzitutto, utilizzando l'energia solare per la conversione anidride carbonica e acqua nel carburante. I ricercatori utilizzano l’energia solare per scindere l’anidride carbonica e l’acqua per produrre gas come idrogeno, monossido di carbonio o metano, che vengono poi elaborati per convertirli in sostanze chimiche che possono essere utilizzate come combustibile. In questo modo gli scienziati sono riusciti a convertire l'anidride carbonica in monossido di carbonio, necessario per la reazione Zviack (Zviack).
In secondo luogo, i microbi vengono utilizzati per convertire l’anidride carbonica in materia organica. Utilizzando microrganismi (compresi alghe e batteri, ecc.) per eseguire la fotosintesi, convertire l'energia luminosa direttamente in energia chimica e convertire l'anidride carbonica in materia organica come lo zucchero per produrre combustibile da biomassa. Ad esempio, i ricercatori utilizzano le alghe per convertire l’energia solare e l’anidride carbonica in petrolio e altre biomasse per produrre cose come biodiesel e biobenzina.
Infine, una reazione chimica viene utilizzata per convertire l'anidride carbonica in carburante. Ad esempio, i ricercatori utilizzano reazioni termochimiche o elettrochimiche per convertire l’anidride carbonica in ammoniaca o altre sostanze organiche, che possono poi essere trasformate in sostanze chimiche da utilizzare come combustibile. Ad esempio, la riduzione elettrochimica viene utilizzata per convertire l'anidride carbonica in acidi formali o sostanze organiche come l'acido formico, che vengono poi ulteriormente sintetizzati in combustibili, ecc.
2. La CO2 può essere convertita in altro?
Sostanze con cui si può interconvertire anidride carbonica includono piante, animali, microrganismi e alcune reazioni chimiche.
Le piante sono i più importanti convertitori di anidride carbonica. Convertono l'anidride carbonica in materia organica attraverso la fotosintesi, fornendo così l'energia necessaria agli organismi. La fotosintesi è il processo mediante il quale le piante assorbono acqua e anidride carbonica dall’energia solare, quindi utilizzano gli atomi di carbonio in essi contenuti per produrre zuccheri e altra materia organica, rilasciando ossigeno. Queste sostanze organiche vengono utilizzate dalle piante come materia prima per la loro crescita e riproduzione, inoltre l'anidride carbonica viene rilasciata dalle piante, completando così il ciclo dell'anidride carbonica.
Animali e microrganismi possono anche convertire l'anidride carbonica in ossigeno attraverso il processo di respirazione, in particolare alcuni organismi marini, come le alghe, ecc., possono convertire una grande quantità di anidride carbonica in materia organica, modificando così l'ambiente marino.
Inoltre, alcune reazioni chimiche possono anche convertire l’anidride carbonica in altre sostanze. Ad esempio, la combustione del carbone può convertire l’anidride carbonica in anidride solforosa e acqua, e il carbonato di calcio può convertire l’anidride carbonica in carbonato di calcio, che può essere utilizzato per produrre materiali come metalli e cemento. Inoltre, alcune reazioni chimiche possono anche convertire l’anidride carbonica in idrocarburi, come il metano, e utilizzarli per vari scopi.
In sintesi, piante, animali, microbi e alcune reazioni chimiche sono tutti in grado di modificare l’ambiente convertendo l’anidride carbonica in altre sostanze.
3. Possiamo riconvertire la CO2 in carbone?
In teoria è anche possibile.
Da dove viene il carbone? È prodotto da piante sepolte nel terreno. L'elemento carbonio nelle piante a volte proviene dall'assorbimento delle piante anidride carbonica nell'aria e trasformandoli in materia organica attraverso la fotosintesi. Pertanto, a parità di moli di atomi di carbonio, l’energia dell’anidride carbonica è inferiore a quella del carbone. Pertanto, in natura, la reazione della combustione del carbone per generare anidride carbonica può procedere spontaneamente quando l’energia iniziale (come l’accensione) è soddisfatta, ma il processo di trasformazione dell’anidride carbonica in materia organica non può procedere spontaneamente, e deve passare attraverso la fotosintesi, e l’energia proviene dal sole.
Se parliamo di raffinazione artificiale, possiamo simulare il processo di fotosintesi e di formazione del carbone. Tuttavia, non vi è alcun vantaggio economico.
4. È possibile convertire la CO2 in gas naturale?
Sì, il metodo chimico consuma molta energia, quindi il guadagno vale la perdita.
Piantare alberi, utilizzando la natura per trasformare, richiede molto tempo e richiede gli sforzi a lungo termine di tutti e le politiche ferme, coerenti, pratiche ed efficaci di Z-F per aumentare la vegetazione della terra, non per diminuirla. Dopo che la vegetazione consuma anidride carbonica, attraverso il movimento della crosta terrestre, questa si trasforma in petrolio, ecc. come nei tempi antichi.
Esiste anche un tipo di grano che assorbe anidride carbonica e produce direttamente alcol e biogas da grano e paglia, che è anche una trasformazione
5. Cosa succede quando l’anidride carbonica e l’idrogeno si mescolano?
Anidride carbonica e l'idrogeno può reagire per produrre prodotti diversi in diverse condizioni di reazione:
1. L'anidride carbonica e l'idrogeno reagiscono ad alta temperatura per formare monossido di carbonio e acqua;
2. L'anidride carbonica e l'idrogeno reagiscono ad alta temperatura e alta pressione per formare metano e acqua. Il metano è la sostanza organica più semplice e il componente principale del gas naturale, biogas, gas di fossa, ecc., comunemente noto come gas;
3. L'anidride carbonica e l'idrogeno reagiscono ad alta temperatura e aggiungono il composto catalizzatore di rutenio-fosfina-cromo per produrre metanolo, che è l'alcol monoidrico saturo più semplice ed è un liquido incolore e volatile con odore di alcol. Viene utilizzato per produrre formaldeide e pesticidi, ecc., e utilizzato come estraente per la materia organica e denaturante per l'alcol.
6. Conversione dell'anidride carbonica in combustibili liquidi
I chimici dell’Università dell’Illinois sono riusciti a creare combustibile da acqua, anidride carbonica e luce visibile attraverso la fotosintesi artificiale. Convertendo l’anidride carbonica in molecole più complesse come il propano, la tecnologia dell’energia verde è andata avanti con successo per sfruttare l’anidride carbonica in eccesso e immagazzinare energia solare sotto forma di legami chimici da utilizzare durante i periodi di scarsa luce solare e di picco della domanda di energia.
Le piante utilizzano la luce solare per guidare la reazione dell'acqua e dell'anidride carbonica per produrre glucosio ad alta energia per immagazzinare l'energia solare. Nel nuovo studio, i ricercatori hanno sviluppato una reazione artificiale utilizzando nanoparticelle d’oro ricche di elettroni come catalizzatore per convertire l’anidride carbonica e l’acqua in carburante utilizzando la luce verde visibile che le piante utilizzano nella fotosintesi naturale. Queste nuove scoperte sono state pubblicate sulla rivista Nature Communications.
“Il nostro obiettivo è produrre idrocarburi complessi e liquefacibili dall’eccesso di anidride carbonica e fonti energetiche sostenibili come l’energia solare”, ha affermato Prashant Jain, professore di chimica e coautore dello studio. "I combustibili liquidi sono ideali perché sono compatibili con i combustibili gassosi. Sono più facili, più sicuri e più economici da trasportare e sono costituiti da molecole a catena lunga con più legami, il che significa che hanno una maggiore densità energetica."
Nel laboratorio di Jain, Sungju Yu, ricercatore post-dottorato e primo autore dello studio, ha utilizzato un catalizzatore metallico per assorbire la luce verde e trasportare gli elettroni e i protoni necessari per la reazione chimica del biossido di carbonio e dell’acqua, agendo come clorofilla nella fotosintesi naturale.
Le nanoparticelle d'oro funzionano particolarmente bene come catalizzatori perché le loro superfici reagiscono facilmente con le molecole di anidride carbonica, assorbendo efficacemente l'energia luminosa senza rompersi come altri metalli soggetti alla ruggine, ha detto Jain.
Esistono molti modi per rilasciare l'energia immagazzinata nei legami chimici dei combustibili idrocarburici. Tuttavia, il modo semplice e tradizionale di bruciarlo finirebbe per produrre più anidride carbonica, il che va contro l’idea di catturare e immagazzinare l’energia solare, ha detto Jain.
"Esistono altre applicazioni non tradizionali degli idrocarburi realizzate in questo modo", ha affermato. "Possono generare corrente e tensione per alimentare le celle a combustibile. Ci sono molti laboratori in tutto il mondo che lavorano su come renderle più efficienti." convertire l’energia chimica contenuta negli idrocarburi in energia elettrica”.
