Дали јаглеродниот диоксид може да се претвори во гориво?
1. Како да се претвори CO2 во гориво?
Прво, користење на сончевата енергија за претворање јаглерод диоксид и водата во гориво. Истражувачите ја користат сончевата енергија за да го разделат јаглеродниот диоксид и водата за да произведат гасови како што се водород, јаглерод моноксид или метан, кои потоа се обработуваат за да ги претворат во хемикалии кои можат да се користат како гориво. На овој начин, научниците успеале да го претворат јаглерод диоксидот во јаглерод моноксид, кој е потребен за реакцијата на Цвиак (Zviack).
Второ, микробите се користат за претворање на јаглеродниот диоксид во органска материја. Користење на микроорганизми (вклучувајќи алги и бактерии, итн.) за извршување на фотосинтеза, претворање на светлосната енергија директно во хемиска енергија и претворање на јаглерод диоксид во органска материја како што е шеќерот за производство на гориво од биомаса. На пример, истражувачите користат алги за претворање на сончевата енергија и јаглерод диоксидот во нафта и друга биомаса за да направат работи како биодизел и биогазон.
Конечно, се користи хемиска реакција за претворање на јаглеродниот диоксид во гориво. На пример, истражувачите користат термохемиски или електрохемиски реакции за да го претворат јаглеродниот диоксид во амонијак или други органски материи, кои потоа може да се преработат во хемикалии кои можат да се користат како гориво. На пример, електрохемиската редукција се користи за претворање на јаглерод диоксид во формални киселини или органски супстанции како што е мравја киселина, кои потоа понатаму се синтетизираат во горива итн.
2. Дали CO2 може да се претвори во други работи?
Супстанции со кои може да се интерконвертираат јаглерод диоксид вклучуваат растенија, животни, микроорганизми и некои хемиски реакции.
Растенијата се најважните конвертори на јаглерод диоксид. Тие го претвораат јаглеродниот диоксид во органска материја преку фотосинтеза, со што ја обезбедуваат енергијата потребна на организмите. Фотосинтезата е процес со кој растенијата апсорбираат вода и јаглерод диоксид од сончевата енергија, а потоа ги користат атомите на јаглерод во нив за да создадат шеќери и други органски материи, додека ослободуваат кислород. Овие органски материи растенијата ги користат како суровини за нивниот раст и размножување, а јаглеродниот диоксид се ослободува и од растенијата, со што се комплетира циклусот на јаглерод диоксид.
Животните и микроорганизмите, исто така, можат да го претворат јаглерод диоксидот во кислород преку процесот на дишење, особено некои морски организми, како што се морските алги итн., тие можат да претворат голема количина јаглерод диоксид во органска материја, а со тоа да ја менуваат морската средина.
Покрај тоа, некои хемиски реакции може да го претворат јаглерод диоксидот во други супстанции. На пример, согорувањето на јаглен може да го претвори јаглерод диоксидот во сулфур диоксид и вода, а калциум карбонатот може да го претвори јаглерод диоксидот во калциум карбонат, кој може да се користи за производство на материјали како метали и цемент. Покрај тоа, некои хемиски реакции може да го претворат и јаглеродниот диоксид во јаглеводороди, како што е метан, и да ги користат за различни намени.
Накратко, растенијата, животните, микробите и некои хемиски реакции се способни да ја променат околината со претворање на јаглерод диоксид во други супстанции.
3. Дали можеме да го претвориме CO2 назад во јаглен?
Во теорија, тоа е исто така можно.
Од каде дојде јагленот? Се произведува од растенија закопани во земја. Јаглеродниот елемент во растенијата понекогаш доаѓа од растенијата кои апсорбираат јаглерод диоксид во воздухот и нивно претворање во органска материја преку фотосинтеза. Затоа, за ист број молови на јаглеродни атоми, енергијата на јаглеродниот диоксид е помала од онаа на јагленот. Затоа, во природата, реакцијата на запалениот јаглен за генерирање на јаглерод диоксид може да продолжи спонтано кога почетната енергија (како што е палењето) е задоволена, но процесот на претворање на јаглеродниот диоксид во органска материја не може да продолжи спонтано и мора да помине низ фотосинтеза, а енергијата доаѓа од сонцето.
Ако зборуваме за вештачко рафинирање, можеме да симулираме фотосинтеза и процесот на формирање на јаглен. Сепак, нема никаква економска корист.
4. Дали CO2 може да се претвори во природен гас?
Да, хемискиот метод троши многу енергија, така што добивката вреди да се изгуби.
Засадувањето дрвја, користењето на природата за трансформација, трае долго и бара долгорочни напори од сите, и цврсти, доследни, практични и ефективни политики на Z-F за зголемување на вегетацијата на земјата, а не за нејзино намалување. Откако вегетацијата ќе го троши јаглерод диоксидот, преку движењето на земјината кора тој се претвора во масло и слично како во античко време.
Постои и еден вид жито што апсорбира јаглерод диоксид, а директно произведува алкохол и биогас од жито и слама, што исто така е трансформација
5. Што се случува кога јаглерод диоксид и водород се мешаат?
Јаглерод диоксид и водородот може да реагира за да произведе различни производи под различни услови на реакција:
1. Јаглерод диоксид и водород реагираат на висока температура за да формираат јаглерод моноксид и вода;
2. Јаглерод диоксидот и водородот реагираат при висока температура и висок притисок за да формираат метан и вода. Метанот е наједноставната органска супстанција и главната компонента на природниот гас, биогасот, јамскиот гас итн., попознат како гас;
3. Јаглерод диоксид и водород реагираат на висока температура и додаваат катализатор соединение рутениум-фосфин-хром за да се добие метанол, кој е наједноставниот заситен монохидричен алкохол и е безбојна и испарлива течност со мирис на алкохол. Се користи за производство на формалдехид и пестициди итн., а се користи како екстракт за органска материја и денатурант за алкохол.
6. Претворање на јаглерод диоксид во течни горива
Хемичарите од Универзитетот во Илиноис успеаја да создадат гориво од вода, јаглерод диоксид и видлива светлина преку вештачка фотосинтеза. Со конвертирање на јаглерод диоксидот во посложени молекули како што е пропанот, технологијата на зелена енергија успешно се придвижи напред кон искористување на вишокот на јаглерод диоксид и складирање на сончевата енергија во форма на хемиски врски за употреба за време на периоди на мала сончева светлина и најголема побарувачка за енергија.
Растенијата ја користат сончевата светлина за да ја поттикнат реакцијата на вода и јаглерод диоксид за да произведат високо-енергетска гликоза за складирање на сончевата енергија. Во новата студија, истражувачите развија вештачка реакција користејќи златни наночестички богати со електрони како катализатор за претворање на јаглерод диоксид и вода во гориво користејќи ја видливата зелена светлина што растенијата ја користат во природната фотосинтеза. Овие нови наоди беа објавени во списанието Nature Communications.
„Нашата цел е да произведеме сложени, втечливи јаглеводороди од вишок јаглерод диоксид и одржливи извори на енергија како сончевата енергија“, рече Прашант Џаин, професор по хемија и коавтор на студијата. „Течните горива се идеални затоа што се компатибилни со гасовити горива. Тие се полесни, побезбедни и поекономични за транспорт и се направени од долги синџири на молекули со повеќе врски, што значи дека имаат поголема енергетска густина“.
Во лабораторијата на Џаин, Сунгју Ју, постдокторски истражувач и прв автор на студијата, користел метален катализатор за да ја апсорбира зелената светлина и да ги транспортира електроните и протоните потребни за хемиската реакција на јаглерод диоксид и вода, делувајќи како хлорофил во природната фотосинтеза.
Златните наночестички работат особено добро како катализатори бидејќи нивните површини лесно реагираат со молекулите на јаглерод диоксид, ефикасно апсорбирајќи ја светлосната енергија без да се распаѓаат како другите метали склони кон 'рѓа, рече Џаин.
Постојат многу начини да се ослободи енергијата складирана во хемиските врски на јаглеводородните горива. Сепак, едноставниот и традиционален начин на согорување ќе заврши со производство на повеќе јаглерод диоксид, што е спротивно на идејата за зафаќање и складирање на сончевата енергија на прво место, рече Џаин.
„Постојат и други нетрадиционални апликации на јаглеводороди направени на овој начин“, рече тој. Тие можат да генерираат струја и напон за напојување на горивни ќелии. Постојат многу лаборатории низ светот кои работат на тоа како да ги направат поефикасни. ја конвертирате хемиската енергија во јаглеводородите во електрична енергија“.
