Bolehkah karbon dioksida ditukar menjadi bahan bakar？
1. Bagaimana untuk menukar CO2 menjadi bahan bakar?
Pertama, menggunakan tenaga solar untuk menukar Karbon dioksida dan air menjadi bahan bakar. Penyelidik menggunakan tenaga solar untuk memecah karbon dioksida dan air untuk menghasilkan gas seperti hidrogen, karbon monoksida atau metana, yang kemudian diproses untuk mengubahnya menjadi bahan kimia yang boleh digunakan sebagai bahan bakar. Dengan cara ini, para saintis telah berjaya menukarkan karbon dioksida ke dalam karbon monoksida, yang diperlukan untuk tindak balas Zviack (Zviack).
Kedua, mikrob digunakan untuk menukar karbon dioksida menjadi bahan organik. Menggunakan mikroorganisma (termasuk alga dan bakteria, dll.) Untuk melakukan fotosintesis, menukar tenaga cahaya terus ke dalam tenaga kimia, dan menukar karbon dioksida ke dalam bahan organik seperti gula untuk menghasilkan bahan api biomas. Sebagai contoh, penyelidik menggunakan alga untuk menukar tenaga solar dan karbon dioksida ke dalam minyak dan biomas lain untuk membuat perkara seperti biodiesel dan biogasoline.
Akhirnya, tindak balas kimia digunakan untuk menukar karbon dioksida menjadi bahan bakar. Sebagai contoh, penyelidik menggunakan tindak balas termokimia atau elektrokimia untuk menukar karbon dioksida ke dalam ammonia atau organik lain, yang kemudiannya boleh diproses menjadi bahan kimia yang boleh digunakan sebagai bahan bakar. Sebagai contoh, pengurangan elektrokimia digunakan untuk menukar karbon dioksida ke dalam asid formal atau bahan organik seperti asid formik, yang kemudiannya disintesis ke dalam bahan api, dll.
2. Bolehkah CO2 ditukar kepada perkara lain?
Bahan yang dapat bersambung dengan Karbon dioksida Termasuk tumbuhan, haiwan, mikroorganisma dan beberapa tindak balas kimia.
Tumbuhan adalah penukar karbon dioksida yang paling penting. Mereka menukar karbon dioksida kepada bahan organik melalui fotosintesis, sekali gus menyediakan tenaga yang diperlukan oleh organisma. Fotosintesis ialah proses di mana tumbuhan menyerap air dan karbon dioksida daripada tenaga matahari, kemudian menggunakan atom karbon di dalamnya untuk membuat gula dan bahan organik lain, sambil membebaskan oksigen. Bahan organik ini digunakan oleh tumbuhan sebagai bahan mentah untuk pertumbuhan dan pembiakannya, dan karbon dioksida juga dikeluarkan oleh tumbuhan, sekali gus melengkapkan kitaran karbon dioksida.
Haiwan dan mikroorganisma juga boleh menukar karbon dioksida ke dalam oksigen melalui proses pernafasan, terutama beberapa organisma laut, seperti rumpai laut, dan lain -lain, mereka boleh menukar sejumlah besar karbon dioksida ke dalam bahan organik, dengan itu mengubah persekitaran laut.
Di samping itu, beberapa tindak balas kimia juga boleh menukar karbon dioksida ke dalam bahan lain. Sebagai contoh, pembakaran arang batu boleh menukar karbon dioksida ke dalam sulfur dioksida dan air, dan kalsium karbonat boleh menukar karbon dioksida menjadi kalsium karbonat, yang boleh digunakan untuk membuat bahan seperti logam dan simen. Di samping itu, beberapa tindak balas kimia juga boleh menukar karbon dioksida ke dalam hidrokarbon, seperti metana, dan menggunakannya untuk pelbagai tujuan.
Ringkasnya, tumbuh -tumbuhan, haiwan, mikrob, dan beberapa tindak balas kimia semuanya mampu mengubah persekitaran dengan menukar karbon dioksida ke dalam bahan lain.
3. Bolehkah kita menukar CO2 kembali ke arang batu?
Secara teori, ia juga mungkin.
Dari mana datangnya arang batu? Ia dihasilkan oleh tumbuh -tumbuhan yang dikebumikan di tanah. Unsur karbon dalam tumbuhan kadang -kadang berasal dari tumbuh -tumbuhan yang menyerap Karbon dioksida Di udara dan menjadikannya bahan organik melalui fotosintesis. Oleh itu, untuk bilangan mol yang sama atom karbon, tenaga karbon dioksida lebih rendah daripada arang batu. Oleh itu, secara semula jadi, reaksi pembakaran arang batu untuk menjana karbon dioksida dapat diteruskan secara spontan apabila tenaga awal (seperti pencucuhan) berpuas hati, tetapi proses mengubah karbon dioksida ke dalam bahan organik tidak dapat diteruskan secara spontan, dan harus melalui fotosintesis, dan tenaga berasal dari matahari.
Jika kita bercakap tentang penapisan buatan, kita boleh mensimulasikan fotosintesis dan proses pembentukan arang batu. Walau bagaimanapun, tidak ada manfaat ekonomi sama sekali.
4. Bolehkah CO2 ditukar menjadi gas asli?
Ya, kaedah kimia menggunakan banyak tenaga, jadi keuntungan itu bernilai kerugian.
Menanam pokok, menggunakan alam semula jadi untuk berubah, mengambil masa yang lama, dan memerlukan usaha jangka panjang semua orang, dan dasar Z-F yang tegas, konsisten, praktikal dan berkesan untuk meningkatkan tumbuh-tumbuhan bumi, bukan mengurangkannya. Selepas tumbuh-tumbuhan menggunakan karbon dioksida, melalui pergerakan kerak bumi, ia bertukar menjadi minyak, dan lain-lain seperti pada zaman dahulu.
Terdapat juga sejenis bijirin yang menyerap karbon dioksida, dan secara langsung menghasilkan alkohol dan biogas dari bijirin dan jerami, yang juga transformasi
5. Apa yang berlaku apabila campuran karbon dioksida dan hidrogen?
Karbon dioksida dan hidrogen boleh bertindak balas untuk menghasilkan produk yang berbeza di bawah keadaan tindak balas yang berbeza:
1. Karbon dioksida dan hidrogen bertindak balas pada suhu tinggi untuk membentuk karbon monoksida dan air;
2. Karbon dioksida dan hidrogen bertindak balas di bawah suhu tinggi dan tekanan tinggi untuk membentuk metana dan air. Metana adalah bahan organik yang paling mudah dan komponen utama gas asli, biogas, gas pit, dan lain -lain, yang biasanya dikenali sebagai gas;
3. Karbon dioksida dan hidrogen bertindak balas pada suhu tinggi dan menambah kompaun ruthenium-fosfin-kroma pemangkin untuk menghasilkan metanol, yang merupakan alkohol monohidrik tepu yang paling mudah dan cecair tidak berwarna dan tidak menentu dengan bau alkohol. Ia digunakan untuk menghasilkan formaldehid dan racun perosak, dan sebagainya, dan digunakan sebagai pengekstrak untuk bahan organik dan denaturant untuk alkohol.
6. Menukar karbon dioksida menjadi bahan api cecair
Ahli kimia di University of Illinois telah berjaya mencipta bahan api dari air, karbon dioksida dan cahaya yang dapat dilihat melalui fotosintesis buatan. Dengan menukar karbon dioksida ke dalam molekul yang lebih kompleks seperti propana, teknologi tenaga hijau telah berjaya bergerak ke hadapan untuk memanfaatkan karbon dioksida yang berlebihan dan menyimpan tenaga solar dalam bentuk ikatan kimia untuk digunakan semasa tempoh cahaya matahari yang rendah dan permintaan tenaga puncak.
Tumbuhan menggunakan cahaya matahari untuk memacu reaksi air dan karbon dioksida untuk menghasilkan glukosa tenaga tinggi untuk menyimpan tenaga solar. Dalam kajian baru, para penyelidik membangunkan tindak balas buatan menggunakan nanopartikel emas yang kaya dengan elektron sebagai pemangkin untuk menukar karbon dioksida dan air menjadi bahan bakar menggunakan cahaya hijau yang kelihatan yang digunakan dalam fotosintesis semulajadi. Penemuan baru ini diterbitkan dalam jurnal Nature Communications.
"Matlamat kami adalah untuk menghasilkan hidrokarbon yang kompleks dan boleh cair daripada lebihan karbon dioksida dan sumber tenaga mampan seperti tenaga suria," kata Prashant Jain, profesor kimia dan pengarang bersama kajian. "Bahan api cecair adalah ideal kerana ia serasi dengan bahan api gas. Ia lebih mudah, lebih selamat dan lebih menjimatkan untuk diangkut, dan ia diperbuat daripada molekul rantai panjang dengan lebih banyak ikatan, yang bermaksud ia lebih padat tenaga."
Di makmal Jain, Sungju Yu, seorang penyelidik pasca doktoral dan pengarang pertama kajian itu, menggunakan pemangkin logam untuk menyerap cahaya hijau dan mengangkut elektron dan proton yang diperlukan untuk tindak balas kimia karbon dioksida dan air, bertindak sebagai klorofil dalam fotosintesis semula jadi.
Nanopartikel emas berfungsi dengan baik sebagai pemangkin kerana permukaan mereka bertindak balas dengan mudah dengan molekul karbon dioksida, dengan berkesan menyerap tenaga cahaya tanpa memecah seperti logam rawan karat yang lain, kata Jain.
Terdapat banyak cara untuk melepaskan tenaga yang disimpan dalam ikatan kimia bahan api hidrokarbon. Walau bagaimanapun, cara pembakaran yang mudah dan tradisional ia akan menghasilkan lebih banyak karbon dioksida, yang menentang idea menangkap dan menyimpan tenaga solar di tempat pertama, kata Jain.
"Terdapat aplikasi bukan tradisional hidrokarbon lain yang dibuat dengan cara ini," katanya. "Mereka boleh menjana arus dan voltan kepada sel bahan api kuasa. Terdapat banyak makmal di seluruh dunia yang berusaha untuk menjadikannya lebih cekap." menukarkan tenaga kimia dalam hidrokarbon kepada tenaga elektrik."
