Ma karbondîoksît dikare bibe sotemenî?
1. Meriv çawa CO2 vediguhezîne sotemeniyê?
Pêşîn, ji bo veguhertina enerjiya rojê bikar tînin karbondîoksîtê û av di sotemeniyê de. Lêkolîner enerjiya rojê bikar tînin da ku karbondîoksîtê û avê parçe bikin da ku gazên wekî hîdrojen, karbonmonoksît an metanê hilberînin, ku piştre têne hilberandin da ku wan veguherînin madeyên kîmyewî ku dikarin wekî sotemeniyê werin bikar anîn. Bi vî awayî, zanyar bi ser ketin ku karbondîoksîtê veguherînin karbonmonoksîtê, ku ji bo reaksiyona Zviack (Zviack) hewce ye.
Ya duyemîn, mîkrob têne bikar anîn ku karbondîoksîtê veguherînin madeya organîk. Bikaranîna mîkroorganîzmayan (di nav de alga û bakterî, hwd.) ji bo pêkanîna fotosentezê, enerjiya ronahiyê rasterast vediguhezînin enerjiya kîmyewî, û karbondîoksîtê vediguherînin madeyên organîk ên wekî şekir ji bo hilberîna sotemeniya biomassê. Mînakî, lêkolîner algayan bikar tînin da ku enerjiya rojê û karbondîoksîtê veguherînin rûn û biyomasa din da ku tiştên mîna biyodiesel û biyogazoline çêbikin.
Di dawiyê de, reaksiyonek kîmyewî tê bikaranîn ku karbondîoksîtê veguherîne sotemeniyê. Mînakî, lêkolîner reaksiyonên thermokîmyayî an elektrokîmyayî bikar tînin da ku karbondîoksîtê biguhezînin ammonia an organîkên din, ku dûv re dikarin bibin kîmyewiyên ku dikarin wekî sotemenî werin bikar anîn. Mînakî, kêmkirina elektrokîmyayî ji bo veguheztina karbondîoksîtê nav asîdên fermî an maddeyên organîk ên wekî asîdê formîk tê bikar anîn, ku dûv re di nav sotemeniyê de, hwd têne sentez kirin.
2. Ma CO2 dikare bibe tiştên din?
Madeyên ku dikarin bi hev veguherin karbondîoksîtê nebat, heywan, mîkroorganîzma û hin reaksiyonên kîmyewî hene.
Nebat veguherînerên herî girîng ên karbondîoksîtê ne. Ew bi fotosentezê karbondîoksîtê vediguherînin madeya organîk, bi vî rengî enerjiya ku ji organîzmayan re hewce dike peyda dikin. Fotosentez pêvajoyek e ku nebat av û karbondîoksîtê ji enerjiya rojê digirin, dûv re atomên karbonê yên di wan de bikar tînin da ku şekir û madeyên organîk ên din çêbikin, di heman demê de oksîjenê derdixin. Van madeyên organîk ji hêla nebatan ve wekî madeyên xav ji bo mezinbûn û hilberîna xwe têne bikar anîn û karbondîoksît jî ji hêla nebatan ve tê berdan û bi vî rengî çerxa karbondîoksîtê temam dike.
Ajal û mîkroorganîzma jî dikarin bi pêvajoya nefesê karbondîoksîtê veguherînin oksîjenê, nemaze hin zîndewerên deryayî, wek giyayên deryayê û hwd., ew dikarin hejmareke mezin ji karbondîoksîtê veguherînin madeya organîk, bi vî rengî jîngeha deryayî biguherînin.
Wekî din, hin reaksiyonên kîmyewî jî dikarin karbondîoksîtê veguherînin madeyên din. Bo nimûne, şewitandina komirê dikare karbondîoksîtê biguherîne duoksîta sulfur û avê, û karbonat kalsiyûm dikare karbondîoksîtê bike karbonat kalsiyûm, ku dikare ji bo çêkirina materyalên wekî metal û çîmentoyê were bikar anîn. Wekî din, hin reaksiyonên kîmyewî jî dikarin karbondîoksîtê veguherînin hîdrokarbonan, wek metan, û wan ji bo armancên cûda bikar bînin.
Bi kurtasî, nebat, heywan, mîkrob, û hin reaksiyonên kîmyewî hemî dikarin jîngehê bi veguheztina karbondîoksîtê nav madeyên din biguhezînin.
3. Ma em dikarin CO2 vegerînin komirê?
Di teoriyê de jî mimkun e.
Komir ji ku hat? Ew ji hêla nebatên ku di bin erdê de têne hilberandin. Elementa karbonê ya di nebatan de carinan ji nebatan tê ku hildiweşe karbondîoksîtê li hewayê û bi rêya fotosentezê wan vediguherîne madeyên organîk. Ji ber vê yekê, ji bo heman hejmara molên atomên karbonê, enerjiya karbondîoksîtê ji ya komirê kêmtir e. Ji ber vê yekê, di xwezayê de, reaksiyona şewitandina komirê ji bo hilberîna karbondîoksîtê dikare bixweber bimeşe dema ku enerjiya destpêkê (wek şewitandinê) têr bibe, lê prosesa zivirîna karbondîoksîtê nav maddeya organîk ji xweber nikare bimeşe, û divê di fotosentezê re derbas bibe, û enerjî ji rojê tê.
Ger em qala rafîneriya sûnî bikin, em dikarin fotosentez û pêvajoya avakirina komirê simul bikin. Lê belê tu feydeya aborî tune ye.
4. CO2 dikare bibe gaza xwezayî?
Erê, rêbaza kîmyewî gelek enerjiyê dixwe, ji ber vê yekê qezenc hêjayî windakirinê ye.
Çandina daran, bikaranîna xwezayê ji bo veguhertinê, demek dirêj digire, û hewildanên demdirêj ên her kesî hewce dike, û polîtîkayên zexm, domdar, pratîk û bandorker ên Z-F-ê ji bo zêdekirina nebatên erdê, ne kêmkirina wê, hewce dike. Piştî ku nebat karbondîoksîtê dixwe, bi hereketa qaşilê erdê, mîna demên kevnar vediguhere rûn û hwd.
Di heman demê de celebek genim heye ku karbondîoksîtê dihewîne, û rasterast alkol û biogazê ji genim û kayê çêdike, ku ev jî veguherînek e.
5. Dema ku karbondîoksît û hîdrojen tevdigerin çi dibe?
Karbondîoksît û hîdrojen dikare bertek nîşan bide ku di bin şert û mercên reaksiyonê yên cûda de hilberên cûda hilberîne:
1. Karbondîoksît û hîdrojen di germahiya bilind de bertek nîşan didin û karbonmonoksîtê û avê çêdikin;
2. Karbondîoksît û hîdrojen di bin germahîya bilind û zexta bilind de bertek nîşan didin û metan û avê çêdikin. Metan maddeya organîk a herî hêsan e û pêkhateya sereke ya gaza xwezayî, biyogaz, gaza çalê û hwd., ku bi gelemperî wekî gaz tê zanîn;
3. Karbondîoksît û hîdrojen di germahiya bilind de bertek nîşan didin û katalîzatorê rûtenium-fosfîn-kromê lê zêde dikin ku methanol hildiberînin, ku alkola monohydrîk a herî sade ya têrbûyî ye û şilekek bê reng û bêhest bi bêhna alkolê ye. Ew ji bo hilberîna formaldehyde û Pesticides, û hwd tê bikar anîn, û wekî derhênerek ji bo madeyên organîk û wekî denaturant ji bo alkolê tê bikar anîn.
6. Veguherandina karbondîoksîtê bo sotemeniyên şil
Kîmyazanên Zanîngeha Illinois di çêkirina sotemeniyê de ji av, karbondîoksît û ronahiya xuya bi rêya fotosenteza sûnî bi ser ketin. Bi veguheztina karbondîoksîtê li molekulên tevlihevtir ên wekî propane, teknolojiya enerjiya kesk bi serfirazî pêş ve çûye ku karbondîoksîta zêde bi kar bîne û enerjiya rojê di forma girêdanên kîmyewî de hilîne ji bo karanîna di serdemên kêm tîrêjên rojê û pezêdebûna enerjiyê de.
Nebat tîrêja rojê bikar tînin da ku reaksiyona av û karbondîoksîtê bimeşînin da ku glukoza bi enerjiya bilind hilberîne da ku enerjiya rojê hilîne. Di lêkolîna nû de, lêkolîneran reaksiyonek çêkirî bi karanîna nanoparçeyên zêr ên dewlemend ên elektron wekî katalîzatorek pêşve xistin da ku karbondîoksîtê û avê veguherîne sotemeniyê bi karanîna ronahiya kesk a xuyayî ya ku nebat di fotosenteza xwezayî de bikar tînin. Ev encamên nû di kovara Nature Communications de hatin weşandin.
"Armanca me ew e ku em ji karbondîoksîta zêde û çavkaniyên enerjiyê yên domdar ên mîna enerjiya rojê, hîdrokarbonên tevlihev, şilbûyî hilberînin," got Prashant Jain, profesorê kîmyayê û hev-nivîskarê lêkolînê. "Sewiteyên şil îdeal in ji ber ku ew bi sotemeniyên gazê re lihevhatî ne. Ew ji bo veguheztinê hêsantir, ewletir û aborîtir in, û ew ji molekulên zincîra dirêj ên bi girêdanên bêtir têne çêkirin, ku tê vê wateyê ku ew bêtir enerjî ne."
Di laboratûara Jain de, Sungju Yu, lêkolînerê postdoktorayê û nivîskarê yekem ê lêkolînê, katalîzatorek metal bikar anî da ku ronahiya kesk bigire û elektron û protonên ku ji bo reaksiyona kîmyayî ya karbondîoksît û avê hewce ne veguhezîne, di fotosenteza xwezayî de wekî klorofîl tevdigere.
Nanoparçeyên zêr bi taybetî wekî katalîzatoran baş dixebitin ji ber ku rûberên wan bi molekulên karbondîoksîtê re bi hêsanî reaksiyonê dikin, bi bandor enerjiya ronahiyê vedigirin bêyî ku mîna metalên din ên ku zengilê wan biqelişe, Jain got.
Gelek rê hene ku meriv enerjiya ku di bendên kîmyewî yên sotemeniyên hîdrokarbonê de tê hilanîn azad bike. Lêbelê, awayê hêsan û kevneşopî ya şewitandina wê dê bi hilberîna karbondîoksîtê bêtir bi dawî bibe, ku di rêza yekem de li dijî ramana girtin û hilanîna enerjiya rojê derdikeve, Jain got.
"Serîlêdanên din ên ne-kevneşopî yên hîdrokarbonan hene ku bi vî rengî têne çêkirin," wî got. "Ew dikarin ji bo şaneyên sotemeniyê hêz û voltajê biafirînin. Li çaraliyê cîhanê gelek laboratîf hene ku li ser çawaniya bikêrhatîkirina wan dixebitin." enerjiya kîmyewî ya di hîdrokarbonan de vediguherîne enerjiya elektrîkê."
